Mechanika samochodowa - kwestie zawieszenia

Dodane: 15-11-2016 10:32
Mechanika samochodowa - kwestie zawieszenia wahacze audi a6

Rodzaje turbin

Turbina jako urządzenie mechaniczne napędzane przepływem gazu lub płynu jest stosowane bardzo szeroko w wielu dziedzinach.

Turbiny najczęściej są spotykane w motoryzacji jako napęd turbosprężarek doładowujących silniki benzynowe i wysokoprężne (diesla). Gdzie występują w parze połączonej wspólnym wałem - jedna turbina (część wylotu spalin silnika) napędza drugą (część dolotu czystego powietrza).

Sama turbina bywa stosowana jako główny napęd silnika spalinowego - silniki turbospalinowe są często wykorzystywane do napędu pojazdów wojskowych (np czołgów - Abrams ma taki napęd).

Natomiast sama turbina jako urządzenie odbierające energie jest stosowana w elektrowniach - od atomowych po węglowe. Gdzie para wodna napędza turbinę. W przypadku elektrowni wodnych to przepływ wody wprawia turbinę w ruch.


Wady silnika dwusuwowego

Silnik dwusuwowy ? silnik spalinowy, w którym cały obieg pracy (w tym suw pracy) następuje co drugi suw (przemieszczenie od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka, a więc za każdym obrotem wału korbowego. Silniki dwusuwowe teoretycznie mogą osiągać dzięki temu wyższą moc jednostkową, niż czterosuwowe (w czterosuwie jeden cykl pracy przypada na dwa obroty wału). W praktyce jednak przyrost mocy jest nieznaczny z uwagi na kwestię mniej precyzyjnej wymiany ładunku w silniku, a w niektórych silnikach są straty ładunku podczas przepłukania, co przyczynia się do wzrostu zużycia paliwa. Kwestie te sprawiły, że ze względów ekologicznych (głównie emisja spalin) silniki dwusuwowe o zapłonie iskrowym - poza najmniejszymi pojemnościami do skuterów i lekkich motocykli zostały niemal zupełnie wyparte przez oszczędniejsze i czystsze (pod względem spalin) silniki czterosuwowe.

Wady silnika dwusuwowego: - niski moment na małych obrotach - duża emisja spalin - mała wytrzymałość - smarowanie olejem z zewnątrz - mała regularność biegu jałowego - duże obciążenie cieplne - hałaśliwa praca - duże spalanie

Zalety silnika dwusuwowego: - duża moc i moment na wysokich obrotach - rezonans - zwiększenie mocy poprzez dodanie kanałów, powiększenie ich - łatwy rozruch, szybkość nagrzewania - niewielki koszt naprawy, obsługi - prosta konstrukcja, korzystniejszy w stosunku do silników czterosuwowych stosunek mocy do masy silnika oraz mocy do pojemności skokowej.

Ciekawostką jest fakt, że silniki najmniejsze (modelarskie, czy do niektórych skuterów i motorowerów) jak i największe (zob. silnik wodzikowy, niekiedy silniki kolejowe) są przeważnie w obiegu dwusuwowym. W innych zastosowaniach prym wiodą silniki czterosuwowe.

Suw ssania i sprężania znany z cyklu czterosuwowego zastąpiony jest tzw. cyklem płukania, przeprowadzanym przez zewnętrzną względem cylindra pompę ładującą.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_dwusuwowy


Jak działa turbo?

Obroty sprężarki, a tym samym i jej stopień sprężania zależą od ilości gazów napędzających turbinę, która przy małym zapotrzebowaniu na moc jest mała. Dlatego gdy gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na moc silnika (zmiana biegu, wciśnięcie gazu w celu przyspieszenia) pomimo dostarczenia dodatkowego paliwa, przez moment, aż sprężarka zostanie rozpędzona sprężanie sprężarki jest małe, przez co silnik przez moment ma małą moc. Dodatkowo w tym czasie z powodu mniejszej ilości dostarczonego powietrza do cylindrów, układ dostarczający paliwo nie może dostarczyć go tyle co przy statycznym obciążeniu silnika. Efekt mniejszej mocy silnika przy gwałtownym wzroście zapotrzebowania na moc nazywany jest turbodziurą. Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbosprężarki mają mniejszy moment bezwładności wirnika, a dawkowanie paliwa jest dokładniejsze, przez co efekt turbodziury jest mniejszy.

W celu ograniczenia tego zjawiska stosuje się też sterowanie wydajnością turbosprężarki. Możliwe są tu dwa sposoby ? sterowanie ilością spalin przepływających poprzez turbinę lub sterowanie geometrią przepływu.

W pierwszym rozwiązaniu stosuje się zawór obejściowy, który jest sterowany poprzez ciśnienie doładowywania ? gdy ciśnienie wytwarzane przez sprężarkę przekracza ustaloną przez konstruktora silnika wartość, zawór otwiera się i przepuszcza część spalin poza wirnikiem turbiny.

Drugim rozwiązaniem jest umieszczenie łopatek sterujących kątem pod jakim spaliny trafiają na łopatki wirnika. Przy małych prędkościach obrotowych silnika, spaliny uderzają w wirnik pod kątem zbliżonym do prostego i jednocześnie łopatki sterujące wytwarzają rodzaj dyszy przyspieszających przepływ spalin. Ograniczenie ciśnienia doładowania polega na kierowaniu strumienia spalin pod coraz ostrzejszym kątem względem łopatek turbiny przy jednoczesnym poszerzeniu kanału przepływu co powoduje ograniczenie prędkości spalin. Konstrukcyjnie rozwiązuje się to w ten sposób, że wirnik turbiny otacza rodzaj żaluzji kierujących przepływem spalin.

Pierwotnie ciśnienie doładowywania było sterowane czysto mechanicznie, we współczesnych silnikach samochodowych ciśnieniem steruje sterownik silnika, wykorzystując sygnały z czujników ciśnienia i ilości zassanego powietrza. Elementami wykonawczymi sterującymi zaworami lub żaluzjami są siłowniki pneumatyczne (wykorzystujące podciśnienie) sterowane elektrozaworami lub silniki krokowe ? tak jak w silniku 1,2 TSI grupy VW

W sprężarce rośnie temperatura powietrza w wyniku:

wzrostu ciśnienia (zgodnie z równaniem adiabaty),
przepływu ciepła przez elementy konstrukcyjne od gorących spalin do chłodniejszego powietrza.

Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż obniża efekt działania turbosprężarki, oraz zwiększa temperaturę w momencie spalania. Zwiększenie temperatury wpływa niekorzystnie na elementy silnika, obniża sprawność silnika jak i zwiększa wydzielanie tlenków azotu. Aby obniżyć temperaturę sprężonego powietrza stosowany jest wymiennik ciepła zwany intercoolerem lub chłodnicą międzystopniową powietrza.

Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbospr%C4%99%C5%BCarka