Feltöltők

Magazin
2009. január 21. szerda, 22:54 | Szerző: Petya626
A belsőégésű motor teljesítménye nagymértékben függ a henger töltésétől. A teljesítmény növeléséhez növelni kell a töltést. A szívó üzemmódú motor teljesítménye az egyes hengerek lökettérfogatának növelésével, a töltés javításával vagy a motor fordulatszámának növelésével fokozható. Ha változatlan lökettérfogat és a motor azonos fordulatszáma esetén kell növelni a teljesítményt, akkor célszerű a feltöltőket alkalmazni.

A feltöltők változatai:
- kipufogógáz-turbófeltöltők,
- mechanikus feltöltők,
- nyomáshullám-feltöltők.

Kipufogógáz-turbófeltöltők

fő részei: forgórész, csapágyház, turbina- és kompresszorház.
A feltöltő kivitelétől függően 50-120e 1/min fordulatszámot ér el. A forgórész alakpontosságával, felületminőségével, kiegyensúlyozásával és kenésével kapcsolatban igen szigorúak a követelmények. A forgórész gördülőcsapágyakban vagy úszóágyazású siklócsapágyakban forog. Úszócsapágyazás esetén a siklócsapágyperselyek a ház kent furataiban a forgórésztengellyel azonos értelemben forognak. Így csökken a fordulatszám-különbség, ezzel együtt pedig a súrlódás és a kopás is. A csapágyak kenésére a feltöltőt a motor kenőrendszeréhez kapcsolják.

Jellemzői:
- a feltöltőt hajtó energia a kipufogógázok maradék energiájából származik
- a jobb feltöltés következtében jelentősen nő a teljesítmény. Nagyobb magasságban a teljesítménycsökkenés 1000 méterenként mindössze 1-2%, szemben a szívómotor 10%-ával. A teljesítmény növelését azonban a termikus és a mechanikai igénybevétele is korlátozza. A motor forgatónyomatéka is kedvezőbbé válik.
- mivel a motor a nagyobb teljesítményt azonos mérettel és változatlan fordulatszámon éri el, ezért a feltöltéses motor teljesítmény-tömeg aránya jobb.
- a feltöltés nagyobb örvénykeltő hatása következtében csökken a kopogási hajlam.
- csökken a káros anyag kibocsájtás
turbófeltöltőturbófeltöltő

Comprex feltöltő (COMPRession-EXpansion)

A comprex feltöltőben a kipufogógáz nyomáshulláma a friss levegőt összesűríti és az égéstérbe nyomja. A kipufogógáz és a friss levegő a rövid idő alatt csak a találkozási felület keskeny tartományában keveredik.

A cellakerekes forgórészt a forgattyús tengely hajtja ékszíjjal. A hajtás feladata a feltöltő- és a motorfordulatszám szinkronizálása. A forgórésztengely a légszekrényben van csapágyazva. A levegőszekrényt és a gázszekrényt a köpeny kapcsolja egymáshoz. Az égéshez szükséges levegőt a légszekrény vezeti, körszelet alakú nyílásokon keresztül a forgórész celláiban, és onnan a motorba. A gázszekrény a kipufogógázokat vezeti a forgórész celláiba, és onnan a kipufogócsőbe.
Jellemzői:
- nagy feltöltőnyomás már kis fordulatszámon, nagy motorfordulatszámon csökkenő feltöltőnyomás
- a motor azonnal reagál a gázadásra
- már kis fordulatszámon is nagy a forgatónyomaték
- a motor jól húz
- kis károsanyag-kibocsájtás
Comprex feltöltőComprex feltöltő

Mechanikus feltöltők:

Roots feltöltő:

A Roots-fúvó lényegében egy különleges fogazatú fogaskerék-szivattyú. Ez a fogazat csak a közeget szállítja, a két forgódugattyút külön fogaskerékpár kapcsolja össze. A Roots-fúvó belsejében nincs sűrítés, a fogak csak áttolják a (foghézagokban lévő) közeget a nagynyomású térben, és a már előzőleg odaszállított közeg végzi a sűrítést, miközben részben visszaáramlik, a töltőbe. A töltőbe periódikusan visszaáramló levegő lengésfolyamatokat hozhat létre, egyenlőtlen szállítást és jelentős zajt okoz. Maga a veszteség ott jelentkezik, hogy a dugattyúnak nem csak a szállított mennyiséget kell a nagyobb nyomás ellenében kitolnia, hanem azt a mennyiséget is, amely a szállított közeg egyidejű sűrítésekor visszaáramlott. Nagyobb fordulatoknál a Roots-fúvók teljesítményszükséglete és a szállított közeg hömérsékletének növekedése kedvezőtlenül nagy.
Roots feltöltőRoots feltöltő

Lapátkerekes feltöltő:

A belső sűrítéssel működő töltők sűrítik a közeget mielőtt azt a nagynyomású térbe szállítanák. Sűrítési folyamatuk miatt, az összhatásfokuk jobb a belső sűrítés nélkül működő töltőkénél. Két egymással szemben forgó dugattyújának konvex és a konkáv fogazata egymásba illeszkedik, és a levegő addig komprimálódik a csavarhornyokban, amíg el nem éri a kiömlő csonk vezérlőélét. A csavardugattyúk nem érintik sem egymást, sem a ház falát. Forgásukat esetenként 1:1 áttételtől eltérő fogaskerékpár szinkronizálja. Jó áramlástecnikai kiképzés és megfelelően pontos gyártás esetén az elérhető fordulatszám nagyobb, mint a Roots-fúvók esetén. A Roots-fúvóknál kb. 50m/s kerületi sebesség a felső határ, csavarkompresszoroknál 100 m/s is megvalósítható jó hatásfokkal. Viszont az elméleti szállítási térfogat kb. 30% kisebb, mint a Roots-fúvók esetében.
Lapátkerekes feltöltőLapátkerekes feltöltő

Csigaházas feltöltő:

Eredeti ötletét 1905-ben a francia L. Creux spiráltöltőként szabadalmaztatta az USA-ban, később a VW e szabadalom alapján fejlesztette ki.
A töltő kétrészes öntött alumínium házból áll, súlya 7,8 kg. A ház belsejében spirált alakítottak ki úgy, hogy minden oldalából nyomáskamrák keletkezzenek. A házban csak a magnézium ötvözetből készült kiszorító végez mozgást. Ez nem más, mint egy alaplap, amelynek mindkét oldalából G-formájú spirálok emelkednek ki. Anyagául nagy szilárdságú alumínium szolgál, így magas fordulatszámnál is stabilan, kopás nélkül működik. A töltő hatásfoka alaphelyzetben is jobb, mint a turbóé (kb. 55 %), ám a közvetlen hajtás miatt mindjárt el is vesz a motor teljesítményből. Előnye viszont a turbólyuk-mentesműködés. A feltöltés dinamikájának javítása céljából már közepes fordulatszámon több levegőt szállít a szükségesnél.

A töltő mindkét fele a kiszorítóval két-két jellegzetes töltőkamrát alkot. A teljes rendszer így négy különálló kamrával rendelkezik. A kiszorító a motor főtengelyéről kapja a hajtást, bordásszíjon át. Ez a szíj a töltő főtengelyét hajtja. A főtengely és a vele párhuzamos "kistengely" között fogas szíj kapcsolat van a szinkronhajtás miatt. Mindkét tengelyen egy excentrikus csapot alakítottak ki, így a párhuzamos hajtás által a kiszorítónak ellipszis alakú mozgása lesz.

A töltés menete innen már roppant egyszerű. A hulla-hopp karika-szerű mozgás hatására, a ház belépőnyílásából érkező levegő a csatornákon át a kiömlőnyílás felé kényszerítődik. Közben összesűrűsödik, begyorsul és a töltő közepén axiális irányba, kilép. A töltő a közvetlen hajtás miatt állandó mozgásban van, ezért a légszállítása folyamatos. Fordulatszáma kb. 1, 55-szöröse a motor fordulatszámának, és minden fordulat alatt kb. 860 cm3 levegőt, szállít. Így pl. 6200-as motorfordulatnál, a töltő 9600 1/min forog. Ez a turbóhoz képest meglepően alacsony, ennek ellenére a G-töltő rendkívül erős igénybevételnek van kitéve, a maximális fordulatszáma 12. 000 1/min-t nem haladhatja meg.
Csigaházas feltöltőCsigaházas feltöltő

Változó Geometriájú Turbó(VNT)

Ezen fajta turbófeltöltőnek több fajtája van.
1. Technikai megoldás
2. Kialakítás
A legtöbbet alkalmazott típusa a lapátkoszorús kialakítású feltöltő. Ezek a feltöltők képesek bármely fordulatszámnál a maximális teljesítmény leadására.
Alacsony ford. számnál és terhelésnél a feltöltő lapátozása zárt helyzetben van és ezzel így csökkenti a bemenő keresztmetszetet. Ennek hatására a turbó tengelye gyorsabban forog.
VNT alacsony ford. számonVNT alacsony ford. számon
VAT alacsony ford. számonVAT alacsony ford. számon
Nagy ford. szám és terhelés mellet a feltöltő lapátozása nyitott helyzetben van és ezzel nő a bemenő keresztmetszet és így megnő a felvehető kipufogó gáz mennyisége is. Szabályozható a gyors reakció és a motoron a teljesítmény leadás kiegyensúlyozott.
VNT magas ford. számonVNT magas ford. számon
VAT magas ford. számonVAT magas ford. számon

Változó Geometriájú Turbó (Garret)Változó Geometriájú Turbó (Garret)

5
Átlag: 5 (2 értékelés)

turbó

Hozzászólás megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás megjelenítési mód a „Beállítás” gombbal rögzíthető.
prakterocsi
2009-02-24 kedd, 11:05
 

prakterocsi
Nagyon jó és hasznos a cikked, de ha találsz anyagot, légyszi néhány szót ejteni a változó geometriájú turbókról,mert mostanában már nem is nagyon alkalmaznak mást. Itt a hatásfok javítása és a turbólyuk kiküszöbölése céljából a fordulatszám függvényében változik a hajtó és a töltő lapátok állásszőge és ennek következtében a szállitott levegő mennyisége. Így már alacsony fordulaton is elegendő nyomást és mennyiséget tud produkálni a turbó, ami már egyenletes nyomaték emelkedést biztosít. (nagyon megnéznék egy a cikkben lévőkhöz hasonló metszet rajzot)

Minden jót kívánok prakterocsi.

Petya626 képe
Petya626
2009-03-02 hétfő, 12:33
 

Rendben, köszi a tippet utána nézek és javítom a cikket;)

Petya626 képe
Petya626
2009-08-23 vasárnap, 21:01
 

A cikk kérésre frissítve remélem tetszik! Reakciókat szeretnék kérni Köszönöm!

Hozzászólás megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás megjelenítési mód a „Beállítás” gombbal rögzíthető.
Tartalom átvétel

Magyar Mazda Klub - Mazda közösségi webhely

Médiapartnerünk: carmania.hu