Электрический турбонагнетатель и электрический механический нагнетатель: в чем разница
В чем разница между электрическими турбинами и электрическими нагнетателями?
Что такое турбонаддув знают те, кто любят впихивать одну деталь в другую, то есть мы с вами. Совсем недавно появились электрические варианты турбины и нагнетателя с механическим приводом (или суперчарджера). Что представляют из себя электрические варианты этих компрессоров и как они работают?
Прежде чем мы перейдем к обсуждению, давайте освежим наши знания о работе турбин и суперчарджеров. По сути, оба эти устройства увеличивают плотность топливовоздушной смеси, которая поступает в двигатель внутреннего сгорания, где происходит компрессия и возгорание смеси. Чем выше плотность топливовоздушной смеси, тем мощнее будет ход поршня и работа двигателя, даже без увеличения физического объема цилиндров двигателя.
Именно поэтому небольшие двигатели с турбонаддувом оказываются мощнее своих более крупных аналогов: двигатель получает больше мощности от каждого хода поршня. Как можно увеличить эту плотность? Посредством компрессии поступающего воздуха при помощи нагнетателя. Если нагнетатель работает от ременного привода двигателя, то это нагнетатель с механическим приводом. Если же от турбины, которая извлекает энергию из потока выхлопных газов, то это турбонагнетатель.
Недостаток турбонагнетателя заключается в том, что двигателю нужно некоторое время, чтобы произвести достаточное количество выхлопных газов. Эта досадная заминка называется турбояма. У суперчарджера нет такой задержки, но, чтобы раскрутить турбину, двигателю тоже нужно время, что сказывается на его эффективности.
Можно предположить, что если к этим системам была добавлена «электрическая» функция, то этих недостатков больше не будет. И это будет правдой.
На самом деле, я хочу рассказать о трех механизмах: электрический механический наддув, электрический турбонаддув и ту ерунду, которую продают в Интернете. Сразу избавляемся от того, что предлагают в Интернете. А что именно предлагают, например, на eBay можно посмотреть по ссылке.
Сразу скажу, что это не вариант сделать свой PT Cruiser еще мощнее. Это способ присоединить бесполезный откачивающий насос или вентилятор от компьютера к воздухозаборнику непонятно с какой целью. Вы все равно не увидите никаких изменений. Все эти штуки, которые соединяются с вашей 12-вольтовой электрической системой, чтобы запустить «компрессор» — полная дрянь.
В лучшем случае, эти чудеса техники соединятся с генератором, чтобы запустить бесполезный вентилятор, у которого все равно не хватит мощности для нормальной компрессии. Скорее всего, вы, наоборот, потеряете немного мощности из-за ограниченного потока нагнетаемого воздуха. Как говорится, не дайте себя обмануть.
Смотрите также: Электрический турбонагнетатель, за ним будущее?
Итак, настоящие электрические механические нагнетатели все же существуют и по сути, это такие же нагнетатели, как и те, к которым мы привыкли. Они также раскручивают компрессор, чтобы увеличить плотность воздуха, но вместо ременного привода, они работают от электромотора.
Но электромотор — это не та 12-вольтовая пустышка с eBay. Здесь потребуется как минимум 48-вольтовая система. Компрессия воздуха потребляет очень много энергии, поэтому возникают трудности с разработкой электрических систем.
Большинство аккумуляторов и традиционных электрических систем в автомобилях просто не смогут обеспечить такой объем мощности достаточно быстро, чтобы запустить электрический суперчарджер. По этой причине, электрические суперчарджеры обычно идут вместе с суперконденсаторами большой емкости, которые могут хранить энергию и затем очень быстро выдавать электрическую энергию. Такие конденсаторы также можно перезаряжать, как электрические и гибридные автомобили по принципу рекуперативного торможения.
Например, Mazda уже использует суперконденсатор в своей системе i-eLoop в гибридных автомобилях. И хотя это не электрический суперчарджер, это все равно достаточно большой конденсатор, который уже производится и устанавливается в автомобили. Это дает нам надежду, что данная технология скоро станет повсеместной.
Электрические турбонаддувы сбивают с толку и заставляют нас думать, что они отличаются от электрических суперчарждеров. На самом деле, от электрического турбонаддува в них не так и много. Это просто электрические суперчарджеры небольшого размера, соединенные с обычным турбонагнетателем, работающим на потоке выхлопных газов.
Даже по определению, турбонагнетатель получает энергию от выхлопных газов, поэтому полюбившийся термин «электрический турбонагнетатель» просто не имеет никакого смысла.
По большому счету, главная задача электрического турбонагнетателя — избавиться от турбоямы и помочь обычному турбонагнетателю, пока скорость двигателя не достигнет точки, в которой турбина максимально эффективна. Для этого, электрический турбокомпрессор (который может располагаться там же, где и обычный турбонагнетатель или отдельно, но работающий от того же импеллера) раскручивает компрессор на старте и на малых оборотах, а, когда объем выхлопных газов будет достаточным, он передает работу обычному турбонагнетателю.
Смотрите также: BMW против Audi- битва мультитурбированных двигателей
Не знаю, я бы сказал, что это просто электрический помощник, но не самостоятельная система. Такая гибридная система устраняет турбояму и, конечно, вам понравится мощность на всех скоростях двигателя. Требования к мощности автомобиля с электрическими системами менее жесткие, чем к автомобилям с электрическим суперчарджером. Так как турбина эффективно извлекает энергию из отработанных газов, то в целом эта задумка получается эффективней, чем электрический суперчарджер.
Подведем итог:
Ну как, все понятно? Отлично!
Что такое электрический турбонаддув? Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками. Только реальная правда Механический турбонагнетатель воздуха – своими руками совершенствуем авто
Что такое турбонаддув знают те, кто любят впихивать одну деталь в другую, то есть мы с вами. Совсем недавно появились электрические варианты турбины и нагнетателя с механическим приводом (или суперчарджера). Что представляют из себя электрические варианты этих компрессоров и как они работают?
Прежде чем мы перейдем к обсуждению, давайте освежим наши знания о работе турбин и суперчарджеров. По сути, оба эти устройства увеличивают плотность топливовоздушной смеси, которая поступает в двигатель внутреннего сгорания, где происходит компрессия и возгорание смеси. Чем выше плотность топливовоздушной смеси, тем мощнее будет ход поршня и работа двигателя, даже без увеличения физического объема цилиндров двигателя.
Именно поэтому небольшие двигатели с турбонаддувом оказываются мощнее своих более крупных аналогов: двигатель получает больше мощности от каждого хода поршня. Как можно увеличить эту плотность? Посредством компрессии поступающего воздуха при помощи нагнетателя. Если нагнетатель работает от ременного привода двигателя, то это нагнетатель с механическим приводом. Если же от турбины, которая извлекает энергию из потока выхлопных газов, то это .
Недостаток турбонагнетателя заключается в том, что двигателю нужно некоторое время, чтобы произвести достаточное количество выхлопных газов. Эта досадная заминка называется турбояма. У суперчарджера нет такой задержки, но, чтобы раскрутить турбину, двигателю тоже нужно время, что сказывается на его эффективности.
Можно предположить, что если к этим системам была добавлена «электрическая» функция, то этих недостатков больше не будет. И это будет правдой.
На самом деле, я хочу рассказать о трех механизмах: электрический механический наддув, электрический турбонаддув и ту ерунду, которую продают в Интернете. Сразу избавляемся от того, что предлагают в Интернете. А что именно предлагают, например, на eBay можно посмотреть по ссылке .
Сразу скажу, что это не вариант сделать свой PT Cruiser еще мощнее. Это способ присоединить бесполезный откачивающий насос или вентилятор от компьютера к воздухозаборнику непонятно с какой целью. Вы все равно не увидите никаких изменений. Все эти штуки, которые соединяются с вашей 12-вольтовой электрической системой, чтобы запустить «компрессор» — полная дрянь.
В лучшем случае, эти чудеса техники соединятся с генератором, чтобы запустить бесполезный вентилятор, у которого все равно не хватит мощности для нормальной компрессии. Скорее всего, вы, наоборот, потеряете немного мощности из-за ограниченного потока нагнетаемого воздуха. Как говорится, не дайте себя обмануть.
Итак, настоящие электрические механические нагнетатели все же существуют и по сути, это такие же нагнетатели, как и те, к которым мы привыкли. Они также раскручивают компрессор, чтобы увеличить плотность воздуха, но вместо ременного привода, они работают от электромотора.
Но электромотор — это не та 12-вольтовая пустышка с eBay. Здесь потребуется как минимум 48-вольтовая система. Компрессия воздуха потребляет очень много энергии, поэтому возникают трудности с разработкой электрических систем.
Большинство аккумуляторов и традиционных электрических систем в автомобилях просто не смогут обеспечить такой объем мощности достаточно быстро, чтобы запустить электрический суперчарджер. По этой причине, электрические суперчарджеры обычно идут вместе с суперконденсаторами большой емкости, которые могут хранить энергию и затем очень быстро выдавать электрическую энергию. Такие конденсаторы также можно перезаряжать, как электрические и гибридные автомобили по принципу рекуперативного торможения.
Например, Mazda уже использует суперконденсатор в своей системе i-eLoop . И хотя это не электрический суперчарджер, это все равно достаточно большой конденсатор, который уже производится и устанавливается в автомобили. Это дает нам надежду, что данная технология скоро станет повсеместной.
Электрические турбонаддувы сбивают с толку и заставляют нас думать, что они отличаются от электрических суперчарждеров. На самом деле, от электрического турбонаддува в них не так и много. Это просто электрические суперчарджеры небольшого размера, соединенные с обычным турбонагнетателем, работающим на потоке выхлопных газов.
Даже по определению, турбонагнетатель получает энергию от выхлопных газов, поэтому полюбившийся термин «электрический турбонагнетатель» просто не имеет никакого смысла.
По большому счету, главная задача электрического турбонагнетателя — избавиться от турбоямы и помочь обычному турбонагнетателю, пока
Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками. Только реальная правда. Что такое электрический турбонаддув? С чего начинается тюнинг
Для того чтобы выжать все возможное из автомобиля, автопроизводители прибегают к турбонаддувам двигателя, но на пути новый вид турбокомпрессора, который может изменить игру.
Уменьшение размеров двигателя автомобиля является одним из ключевых решений, используемых автопроизводителями, чтобы уменьшить расход топлива транспортным средством ( от компании Audi). Тем не менее, чтобы сокращенный в размерах двигатель обладал высокой производительностью, автокомпании, как правило, используют турбонаддув, который приводится в движение с помощью выхлопных газов (подробнее о работе турбонаддува, читайте ). У классической схемы работы турбонаддува имеется одна острая проблем, она приводит к задержке ответа наддува. Это явление широко известно, как турболаг. Чтобы было понятно, объясним проще, вы следуете на обгон, жмете педаль газа в пол, включается турбонаддув, но рывок автомобиля происходит лишь через пару секунд из-за так называемого турболага.
Эта медленная реакция преследует автомобили с турбонаддувами уже многие годы и является распространенной жалобой. Такие вещи, как турбонаддув с двойной улиткой или небольшие турбины, часто используются как средство борьбы с этим отставанием, но и они не совершенны. Попытки обуздать этот недостаток при помощи, так называемой , о которой мы писали ранее, также, к сожалению ни к чему и не привели, не выдержав испытаний на практике. Проще говоря, очень сложно сделать двигатель с турбонаддувом с немедленной реакцией.
Принцип работы электрического турбонаддува
Все останется на своих местах, пока мы не начнем использовать электрические компоненты. В то время как автопроизводители со всех сторон исследовали все плюсы и минусы полностью электрических силовых установок, они пришли к выводу, что когда дело касается элеткродвигателей, то в них ответная реакция возникает моментально. Взять к примеру классический Toyota Prius, более быстрой реакции на ускорение вы не найдете ни в одном сходном по параметрам автомобиле. Конечно, электрические транспортные средства дорогие из-за размера их двигателей и батарей, и они не совсем практичны, из-за ограниченного диапазона движения. Но, невзирая на это, автопроизводители могут использовать небольшие электромоторы и компоненты в своих целях. Одним из таких случаев является питание турбокомпрессора, который ускоряет двигатель автомобиля, не полагаясь на выхлопные газы.
Электрический двигатель реагирует мгновенно, в течение 250 миллисекунд. Используя такой механизм, можно снизить расход топлива на 10 процентов. Так как подобного рода турбокомпрессор не использует выхлопные газы, то технически он является просто нагнетателем. Для того, чтобы потребителям была ясна концепция данного механизма, его часто называют электрическим турбонаддувом.
Компания Volkswagen и связанные с ней автомобильные бренды активно инвестируют в эту электрическую турбо технологию.
Компания Audi демонстрирует E-Turbo
Недавно компания Audi представила свои последние разработки в мире электрических турбонаддувов вместе с концепт-каром Clubsport TT Turbo Concept, который предоставляет владельцу 600 лошадиных сил мощности и 479 Нм крутящего момента благодаря оборудованному турбонаддувами 2,5-литровому пятицилиндровому двигателю. Один турбонаддув является традиционным и приводится в движение выхлопными газами, второй турбонаддув работает с электрическим блоком.
Компания создала концепт для демонстрации потенциала электрических турбокомпрессоров, сказав тем самым, что технология готова к использованию в серийных автомобилях. 48-вольтная электрическая подсистема, которая питает электротурбонаддув, расположена в багажнике автомобиля и по первой необходимости дает двигателю ускорение, не заставляет его ждать, как традиционный турбонаддув.
«Турбокомпрессор с электрическим приводом обеспечивает значительные преимущества», сказал представитель компании Audi. «Он быстро и равномерно увеличивает скорость двигателя до максимального количества оборотов, без каких-либо существенных задержек».
Такой принцип работы позволяет проектировать обычный турбонаддув конкретно для двигателей высоких мощностей — e-turbo обеспечивает мгновенный отклик и мощный спринт на низких оборотах двигателя.
Это не первый раз, когда компания Audi показала свою заинтересованность в электрическом турбонаддуве. В прошлом году немецкий автопроизводитель добавил электротурбонаддув в 3,0-литровый дизе
Электрический турбонагнетатель, за ним будущее?
Электрический турбонагнетатель и принципы его работы.
Чтобы сделать автомашины как можно более производительными, многие автокомпании прибегают к турбированию двигателей автомобилей и делается это уже многие десятки лет. Лучшего способа, чтоб снять с одного и того же объема двигателя наиболее большую мощность, в мире пока что еще не придумали. Но вот переосмыслить всю суть данной работы турбины в компании «Audi» уже пытаются. По всей видимости и благодаря трудам инженеров Ингольштадта, очень скоро мы с вами сможем увидеть совсем иной вид турбокомпрессоров, которые могут изменить всю игру на мировом автомобильном рынке.
“Уменьшение объёмов двигателей является одним из ключевых решений, которое используется автопроизводителями для снижения потребления топлива автотранспортным средством”, — так поясняет сотрудник поставщика автокомплектующих Valeo в своем заявлении. Однако, для поддержания высокой производительности у уменьшающихся в своем объеме двигателей автопроизводители обычно используют в машинах турбонагнетатели, разгоняемые исходящими выхлопными газами, которые проходят через выхлопной коллектор машин. Все было бы ничего, если бы не один неприятный момент. В результате использования данной схемы привода турбины в автомобиле происходит задержка отклика нагнетаемого давления, известного многим, как турболаг (турбо яма).
Смотрите также: Новая Ауди S4 замечена на тестах в Нюрбургринге
Эта замедленная реакция преследует многих автовладельцев турбированных машин в течение уже многих лет и является очень частой жалобой к производителям. Попытки сделать улучшенную схему турбонаддува ни как не приводят к идеальному результату. Такие например доработки, как турбокомпрессоры с двойной улиткой или специальные небольшие турбокомпрессоры, что используются в качестве средства борьбы с турбо-ямой, делают ситуацию немного лучше, но все-равно до нужного идеала им еще далеко. Проще говоря можно сказать так, что очень пока трудно сделать двигатель с турбонаддувом, который непосредственно будет работать от выхлопных газов и будет обеспечивать немедленный отклик.
Заряжаем турбину
Инженеры-разработчики вновь углубились в различные проектирования и эксперименты. И как-то неожиданно для себя однажды обнаружили следующую вещь (закономерность). При развитии электрических технологий в автопроизводстве и с изучением всех плюсов и минусов электрических силовых агрегатов, что используются в автомобильной индустрии, было подмечено следующее, что у автомобилей с электродвигателями, ответ на нажатие на педаль газа происходит почти мгновенно, без каких-либо задержек. И это показалось для инженеров самой разумной отправной точкой, чтобы применить данную положительную черту в использовании электрических компонентов при создании конкретной идеальной турбины. Электромобили стоят пока что дорого, и это из-за размеров самих моторов, аккумуляторов, а еще они не совсем практичны в связи с ограниченной дистанцией пробега на которую этот электромобиль может уехать на одной подзарядке.
Смотрите также: Экономия топлива в жаркую погоду
Но зачем же тогда надо использовать крупные узлы электромобилей, когда можно взять идею и применить ее в совсем другом формате к обычному для нас двигателю ДВС? Ведь автопроизводители могут использовать для этого совсем небольшие электрические двигатели и их компоненты. Одним из таких средств, что позволил увеличить мощность двигателя не полагаясь на выхлопные газы, стал электротурбонаддув.
“Электродвигатель может среагировать мгновенно (в течение 250 миллисекунд)”, — так говорят в Valeo. Такой отклик электродвигателя может сократить потребление топлива на 10% с использованием данной и необходимой настройки. По сути говоря, так как новый вид компрессоров не приводится в движение выхлопными газами, то технически он является простым нагнетателем, которые для простоты также еще называют электрическими турбонагнетателями.
Компания (концерн) «Фольксваген» и связанные с ним автобренды вкладывают значительные средства в эти новые электрические турботехнологии.
“Концерн «Volkswagen» работает над созданием электрического турбонагнетателя для использования его с различными автобрендами в глобальном масштабе,”- сказал Марк Джилес, представитель «VW USA». “Основным преимуществом данного нагнетателя является время отклика и то, что он подает импульс от холостого хода в сравнении с выхлопными зарядными устройствами, которые требуют для себя по меньшей мере 1500 об/мин для подачи дополнительного давления”.
«Ауди» демонстрирует свою Е-Турбо
Компания «Ауди» продемонстрировала недавно свои новейшие разработки в мире электрической турбины на своем автомобиле Clubsport TT Turbo Concept, т.е. на полноприводном автомобиле, который выдает 600 л. с. и 648 Нм максимально крутящего момента, и все это благодаря паре турбонагнетателей стоящих на его 2,5-литровом пятицилиндровом двигателе. Одна из турбин, а именно традиционного типа, управляется выхлопными газами, а вторая является уже электрическим агрегатом.
Компания «Ауди» создала данный концепткар для того, чтобы показать возможности работы этих электрических турбонагнетателей, сказав и показав всему автомиру, что такая технология почти что готова к запуску на всех серийных автомобилях. В багажнике в автоомобиле размещена вторая 48-вольтная электрическая система, которая как-раз и питает этот электрический компрессор, увеличивая тем самым давление самого двигателя по запросу электрических датчиков, и это вместо долгого ожидания того самого момента, когда до простой обычной турбины дойдет волна выхлопных газов и раскрутит лопасти самой турбины. Все эти технологии безусловно улучшают само поведение автомобиля, который может теперь достигнуть скорости в 100 км/ч всего за 3,6 секунды.
“Компрессор с электрическим приводом обеспечивает значительные преимущества,”- сказал Брэд Штретц, сотрудник подразделения «Audi» в США. “Он набирает обороты до максимальных значений очень быстро и без каких-либо ощутимых задержек, и все это начинается еще до начала работы стандартного турбонагнетателя и при слишком маленьком давлении выхлопных газов”- продолжил Брэд Штретц.
Смотрите также: Электрический привод автомобиля- против традиционного
“Такой принцип работы нагнетателя делает возможным установку обычного турбонагнетателя для конкретного создания высокого заряда давления и, следовательно, для достаточно высокой мощности двигателя,– ну а модель Е-турбо гарантирует быстроту отклика и мощные спринты с самых низких оборотов двигателя на всем своем диапазоне”, — еще добавил Брэд Штретц.
Это не первый уже раз компания «Ауди» показывает свой опыт в экспериментах с электрическими турбинами. В прошлом году этот Немецкий автопроизводитель добавил авто-модели E-Turbo свой твинтурбовый 3.0-литровый дизельный двигатель V6 и поставил тем самым все это под капот модели RS5. В результате этого получилось достаточно стремительное и быстрое авто-купе, которые могло достигнуть скорости в 100 км/ч примерно за 4 секунды, и это при расходе топлива каких-то 5 л / на 100 км. Все это сделало автомобиль намного быстрее, чем ее обычный собрат модель RS5 и, он стал более чем в два раза экономичнее по своему расходу топлива.
Когда могут появиться электрические турбонагнетатели.
Все исследования подошли к своему завершающему аккорду, дело осталось по всей видимости, за малым, а именно, взять и запустить первую модель в производство. Скорее всего компания «Audi» станет пионером в применении данной технологии в автомобиле. Но на какую из моделей и в каком году она поставит свой «дикий коктейль из улиток» пока не известно. Будем ждать.
Турбонаддув с электроприводом, перспективы серийного применения
Свою лепту в проведение модернизации автомобильных моторов вносят и экологи, постоянно ужесточая требования к выхлопным газам. Добиться требуемых характеристик от силовой установки позволяет турбонаддув. Благодаря этому узлу в цилиндры поступает больший объем воздуха, что благоприятно сказывается на качестве сгорания подаваемого топлива. Однако классические турбокомпрессоры имеют важный недостаток, поэтому конструкторы видят будущее в производстве электрических турбин. В чем же преимущества электротурбонаддува перед традиционным устройством?Классическая автомобильная турбина
Традиционная схема работы автомобильного турбокомпрессора выглядит достаточно просто. Выхлопные газы проходят через отсек турбины с лопастями, приводя в действие компрессор. Он захватывает воздух, нагнетая его в камеры сгорания двигателя. Острой проблемой в классической схеме является провал на малых оборотах двигателя. Явление под названием турболаг или турбояма наблюдается в самом начале ускорения, будь то первая передача или пятая. Задержка может составлять несколько секунд, после чего начинается ощутимое ускорение. Решить проблему традиционного турбонаддува пытались разными способами. Такие изобретения, как двойная улитка или небольшая турбина, использовались для борьбы с турболагом, но у них также были недостатки.Перспективная технология турбо-соединения не прошла испытаний на практике. Пока создать турбину с моментальной реакцией инженерам не удалось.