Un turbocompresor (corto para el sobrealimentador conducido de la turbina) es un sobrealimentador forzado conducido de la inducción del gas de escape usado en los motores de combustión interna . Esto lo distingue de un sobrealimentador normal (o de soplador) que utilice un motor para accionar el dispositivo de la compresión.

Principio de funcionamiento

Un turbocompresor consiste en una turbina y un compresor ligado por un árbol compartido. La entrada de la turbina recibe los gas de escape del múltiple de extractor del motor que hace la rueda de turbina girar. Esta rotación conduce el compresor, el aire ambiente de compresión y la entrega de él a la toma de aire del motor; esto permite que más combustible entre en el cilindro porque el aire es comprimido.

El objetivo de un turbocompresor es igual que un sobrealimentador normal; para mejorar sobre la eficacia de la tamaño-a-salida de un motor solucionando una de sus limitaciones cardinales. Un aspiró naturalmente aplicaciones de motor de automóvil de solamente el movimiento hacia abajo de un pistón de crear un área de la presión baja para dibujar el aire dentro del cilindro. Porque el número de moléculas del aire y del combustible determina la energía potencial disponible para forzar el pistón abajo en el movimiento de la combustión, y debido a la presión relativamente constante de la atmósfera, habrá en última instancia un límite a la cantidad de aire y por lo tanto de combustible que llenan la cámara de combustión . Esta capacidad de llenar el cilindro de aire es su eficacia volumétrica . Porque el turbocompresor aumenta la presión en el punto donde el aire está entrando en el cilindro, y la cantidad de aire traída en el cilindro es en gran parte una función del tiempo y de la presión, más aire será dibujado adentro como la presión aumenta. El aire adicional permite agregar más combustible, aumentando la salida del motor. También, la presión de producto se puede controlar por un Wastegate, que alza de los controles encaminando algo del flujo del extractor lejos de la turbina del lado del extractor. Esto controla velocidad del eje y regula la superpresión en la zona de la entrada.

El uso de un compresor para aumentar la presión actualmente toma de aire del cilindro se refiere a menudo como inducción forzada . Los sobrealimentadores centrífugos funcionan en la misma manera que un turbo; sin embargo, la energía para hacer girar el compresor se toma de la energía giratoria de la salida del cigüeñal del motor en comparación con el gas de escape. Por esta razón los turbocompresores son ideal más eficientes, puesto que sus turbinas son realmente motores de calor, convirtiendo algo de la energía termal del gas de escape que sería perdido de otra manera, en trabajo útil. El contrario a la creencia popular, ésta no es total " energía libre, " pues crea siempre una cierta cantidad de contrapresión del extractor que el motor deba superar. El uso de los sobrealimentadores hizo salir energía de un motor para alcanzar un aumento neto, que se debe proporcionar de algo de la salida total del motor; directo o de un motor más pequeño separado, conducido quizás eléctricamente del generador del motor principal.

Historia

El turbocompresor fue inventado por el ingeniero suizo Alfred Buchi, que había estado trabajando en las turbinas de vapor. Su patente para el turbocompresor de la combustión interna era aplicada para en 1905. naves diesel y las locomotoras con los turbocompresores comenzaron a aparecer en los años 20 .

Uno de los primeros usos de un turbocompresor a un motor no-Diesel vino cuando el ingeniero de General Electric, musgo de Sanford ató un turbo a un motor de aviones de la libertad V12 . El motor fue probado en los lucios máximo en el Colorado en 14.000 pies para demostrar que podría eliminar los apagones experimentados generalmente en motores de combustión interna como resultado de altitud.

Los turbocompresores primero fueron utilizados en motores de aviones de la producción en los años 30 antes de la Segunda Guerra Mundial . El propósito primario detrás de la mayoría de los usos aviones era aumentar la altitud en la cual el aeroplano puede volar, compensando la presión atmosférica de un más bajo presente en la mucha altitud. Los aviones tales como el Lockheed P-38, fortaleza del vuelo de Boeing B-17 y república P-47 todo utilizaron el " conducido extractor; turbo-superchargers" para aumentar energía del motor de la mucha altitud. Es importante observar que la mayoría de motores de aviones turbosupercharged utilizó un tipo centrífugo sobrealimentador y un turbocompresor de velocidades de la segunda etapa de la primera fase.

El primer carro Turbo-Diesel fue producido por el " Schweizer Maschinenfabrik Saurer " (la máquina suiza funciona Saurer) 1938. El turbocompresor golpeó el mundo del automóvil en 1952 en que el Fred Agabashian calificado para la posición de poste en el Indianapolis 500 y llevado para 100 millas antes de cascos del neumático inhabilitó el soplador. Los motores de automóvil turbocharged de la primera producción vinieron General Motors en 1962. El machete Jetfire de Oldsmobile del Uno-cuerpo y el Chevrolet Corvair Monza Spyder ambos fueron cabidos con los turbocompresores. El Oldsmobile se reconoce a menudo como el primer, puesto que salió algunos meses anteriores que el Corvair. Su Turbo Jetfire del era un 215  en ³ (3.5  L) V8, mientras que el motor de Corvair era cualquier un 145  en ³ (2.3  L) (1962-63) o un 164  en ³ (2.7  L) (1964-66) Flat-6 . Ambos motores fueron abandonados dentro de algunos años, y el motor siguiente de turbo del GM vino más de diez años más adelante.

motores turbocharged de s de Offenhauser los 'volvieron a Indianapolis en 1966, con las victorias viniendo en 1968. El Offy turbo enarboló en 1,000  excesivo; los caballos de fuerza en 1973, mientras que el Porsche dominó el Poder-Son series de con un 1,100  caballos de fuerza de 917/30 . Los coches Turbocharged dominaron el Le Mans entre 1976 y 1988, y entonces a partir de 2000-2007.

El BMW llevó el resurgimiento del automóvil turbo con el 1973 Turbo 2002, con Porsche siguiendo con el 911 Turbo, introducido en la demostración de motor de París 1974 . Buick era la primera división del GM para traer detrás el turbo, en el Buick Regal 1978, seguido por el 300D, Saab de Mercedes-Benz 99 en el 1978 . Los fabricantes japoneses siguieron el juego, con el Mitsubishi Lancer en el 1978, Toyota supra en el an o 80, Nissan 280ZX en el 1981 y el Mazda RX-7 en el 1984 .

El primer automóvil del turbodiesel de la producción de los mundos también fue introducido en 1978 por el Peugeot con el lanzamiento del turbodiesel de Peugeot 604 . Hoy, casi todos los diesels automotores son turbocharged.

El Alfa Romeo introdujo el primer coche turbocharged italiano producido en masa, el Alfetta GTV Turbodelta 2000 en 1979. Pontiac también introdujo un turbo en el an o 80 y los coches de Volvo seguidos en 1981. Maserati en el an o 80 eran los primeros para introducir el gemelo o el Maserati Biturbo de BI-turbo. El Renault sin embargo dio otro paso e instaló un turbocompresor al coche más pequeño y más ligero que tenían, el R5, haciéndole el primer automóvil de Supermini con un turbocompresor en el año el an o 80. Esto dio el coche sobre 160bhp en forma de la calle y hasta 300+ en la disposición de la raza, que era salida extraordinaria para un motor 1400cc. El motor de gran alcance de R5 fue complementado por un chasis ligero increíble, y por consiguiente era posible que un R5 pellizque en los talones italiano rápido Ferrari 308 del coche de deportes.

En el Fórmula 1, en el " supuesto; Turbo Era" de hasta, motores con una capacidad de 1500  el cc podía alcanzar dondequiera a partir de 1000 a 1500  caballos de fuerza (746 a 1119  kilovatio) ( Renault, Honda, BMW, Ferrari ). Renault era el primer fabricante para aplicar la tecnología de turbo en el campo F1, en 1977. El alto coste del proyecto fue compensado por su funcionamiento, y llevado a otros fabricantes del motor después del juego. Los motores Turbo-charged asumieron el control el campo F1 y terminaron la era de Ford Cosworth DFV en los a mediados de los años ochenta. Sin embargo, la FIA decidía que los turbos hacían el deporte demasiado peligroso y costoso, y de hacia adelante, la superpresión máxima fue reducida antes de que la tecnología fuera prohibida totalmente para.

En el que reunía, los motores turbocharged hasta de 2000cc han sido de largo la energía motiva preferred para los competidores del coche (nivel superior) de la reunión del mundo del grupo A/N, debido a los cocientes excepcionales del energía-a-peso (y al esfuerzo de torsión enorme) alcanzables. Esto combina con el uso de vehículos con los bodyshells relativamente pequeños para el manoeuvreability y dirigir. Mientras que las salidas de turbo se levantaron a los niveles similares como la categoría F1 (véase arriba), la FIA, algo que prohibiendo la tecnología, hizo cumplir un diámetro restricto de la entrada de turbo (actual 34 milímetros), con eficacia " starving" el turbo del aire compresible y de hacer altas superpresiones irrealizables. El éxito de los vehículos Four-wheel-drive pequeños, turbocharged, en la competición de la reunión, comenzando con el Audi Quattro, el Peugeot 205 T16, el Renault 5 Turbo, el delta S4 de Lancia y Mazda 323GTX, ha llevado a los coches excepcionales del camino en la era moderna tal como el delta Integrale de Lancia, Toyota Celica GT-Cuatro, Subaru Impreza WRX y la evolución de Mitsubishi Lancer.

En el final de los 70, Ford y el GM miraban al turbocompresor para ganar energía, sin sacrificar la consumición de combustible, durante no sólo el crujido de las emisiones del gobierno federal pero también de una escasez del gas. El GM lanzó las versiones de turbo del Pontiac Firebird, del Buick Regal, y del Chevy Monte Carlo. Ford respondió con un mustango turbocharged bajo la forma de 2. El diseño del motor era anticuado, pero trabajó bien.3L a prueba de balas Turbo fue utilizado en ajuste carburated temprano tan bien como versiones inyectadas e intercooled del combustible en el mustango SVO y el cupé de Thunderbird Turbo hasta 1988. El GM también tuvo gusto de la idea bastante de desarrollar el 3.8L V6 usado en turbo temprano Buicks en el músculo de los últimos años 80 bajo la forma de nacional magnífico de Buick y es la forma del pináculo (y final), el GNX.

Aunque tarde para utilizar turbocharging, el Chrysler Corporation, después de un cierto desarrollo conjunto con el Maserati ( Chrysler TC ), diera vuelta a los turbocompresores en 1984 y batiera rápidamente hacia fuera motores más turbocharged que cualquie otro fabricante, usar turbocharged, combustible-inyectó los motores de cuatro cilindros de 2.5 litros en minivanes, sedánes, convertibles, y cupés. Sus motores turbocharged de 2.2 litros se extendieron a partir de 142 caballos de fuerza a 225 caballos de fuerza, un aumento substancial sobre los grados normalmente aspirados de 86 a 93 caballos de fuerza; los motores de 2.5 litros tenían cerca de 150 caballos de fuerza y no tenían ningún refrigerador intermedio . Aunque la compañía paró el usar de los turbocompresores en 1993, volvieron a los motores turbocharged en 2002 con sus motores de 2.4 litros, alzando salida por 70 caballos de fuerza.

Detalles del diseño

Componentes

El turbocompresor tiene cuatro componentes principales. La turbina y las ruedas cada uno del impeledor /compressor se contienen dentro de su propia cubierta cónica doblada en lados opuestos del tercer componente, la cubierta de centro/montaje giratorio del eje (CHRA).

Las cubiertas cabidas alrededor del impeledor y de la turbina del compresor recogen y dirigen el gas atraviesan las ruedas mientras que hacen girar. El tamaño y la forma pueden dictar algunas características de funcionamiento del turbocompresor total. El área del cono al radio del eje de centro se expresa como un cociente (AR, EN CASO DE NECESIDAD, o A: R). El mismo montaje básico del turbocompresor estará a menudo disponible del fabricante con las opciones múltiples de AR para la cubierta de la turbina y a veces la cubierta del compresor también. Esto permite que el diseñador del sistema de motor adapte los compromisos entre el funcionamiento, la respuesta, y la eficacia al uso o a la preferencia. Ambas cubiertas se asemejan a cáscaras del caracol, y los turbocompresores se refieren así a veces en el argot como caracoles del .

Cubiertas del extractor de la Partir-Entrada conocidas como " Scroll" gemelo; permitir que los pulsos del extractor sean agrupados (o separans) el cilindro hasta el final a la turbina. La razón de hacer esto en la custodia del paquete individual de energía, un pulso del extractor, intacto e intocado por otros pulsos hasta el final a la turbina. Esto alternadamente puede dar a la turbina un mejor retroceso para conseguirlo que se mueve. Esto es específicamente útil en motores de cuatro cilindros. Porque un de cuatro cilindros ve solamente un pulso cada 180 grados de rotación inestable, necesita toda la energía que puede conseguir de cada pulso. Manteniéndolos voluntad separada e imperturbada por lo tanto para restituir algunos dividendos. 5* (información del " Boost" máximo; por Bell de corcho).

Los tamaños de la rueda de la turbina y de impeledor también dictan la cantidad de aire o el extractor que se puede atravesar el sistema, y la eficacia relativa en la cual funcionan. Generalmente, cuanto más grande es la rueda de turbina y el compresor ruedan, más grande es la capacidad de flujo. Las medidas y las formas pueden variar, tan bien como curvatura y el número de láminas en las ruedas.

El montaje giratorio del eje de centro contiene el eje que conecta el impeledor y la turbina del compresor. También debe contener un sistema del cojinete para suspender el eje, permitiendo que gire en muy de alta velocidad con la fricción mínima. Por ejemplo, en usos automotores el CHRA utiliza típicamente un cojinete de empuje o el rodamiento de bolitas lubricado por una fuente constante de aceite de motor a presión. El CHRA se puede también considerar " " refrigerado por agua; teniendo un punto de la entrada y de salida para que líquido refrigerador del motor sea completado un ciclo. Los modelos refrigerados por agua permiten que el líquido refrigerador del motor sea utilizado para mantener el refrigerador del aceite lubricante, evitando el posible del aceite que coquiza del calor extremo encontrado la turbina.

Alza

El alza refiere al aumento en la presión multíple que es generada por el turbocompresor en la trayectoria o específicamente el múltiple de producto del producto que exceden la presión atmosférica normal. Éste es también el nivel de alza como se muestra en un calibrador de presión, generalmente en la barra, el PSI o el kPa esto es posiblemente representante de la presión de aire adicional que se alcanza sobre qué sería alcanzada sin la inducción forzada . La presión multíple no se debe confundir con la cantidad, o el " weight" del aire ese un turbo puede fluir.

La superpresión es limitada para guardar el sistema de motor entero, incluyendo el turbo, dentro de su rango de operación termal y mecánico del diseño controlando el Wastegate que desvía los gas de escape lejos de la turbina del lado del extractor.

El alza posible máxima depende del grado de octano del combustible . También, dependiendo del motor usted puede poder funcionar más o menos alza que otros coches. Para funcionar más arriba alza que usted necesita tener una fuente para refrescar el aire de carga. Con la adaptación apropiada y la carga eficiente refrescándose, usted puede funcionar hacia arriba a 15 PSI de superpresión en un motor común. El etanol, el metanol y el diesel pueden permitir naturalmente un alza más alta que un motor de gasolina normal.

Muchos motores diesel no tienen ningún wastegate porque la cantidad de energía del extractor es controlada directo por la cantidad de combustible inyectada en el motor y las variaciones leves en la superpresión no diferencian para los motores.

Wastegate

Haciendo girar en un relativamente de alta velocidad la turbina del compresor dibuja en un de gran capacidad del aire y de las fuerzas él dentro del motor. Pues el volumen de flujo de la salida del turbocompresor excede el flujo volumétrico del motor, la presión de aire en el sistema del producto comienza a construir, a menudo llamado el alza . La velocidad a la cual las vueltas de la asamblea son proporcionales a la presión del aire comprimido y de la masa total del flujo de aire que es movido. Puesto que un turbo puede hacer girar a RPMs mucho más alla de cuál es necesario, o de cuál es con seguridad capaz, la velocidad debe ser controlada. Un Wastegate es el sistema de control mecánico más común de la velocidad, y es a menudo más futuro aumentado por un regulador electrónico del alza. La función principal de un wastegate es permitir que algo del extractor puentee la turbina cuando se alcanza la presión de producto del sistema. La mayoría de los vehículos de pasajeros tienen wastegates que sean integrales al turbocompresor.

Regulador de sobretensiones/descarga/válvulas de escape

Turbo cargó los motores que funcionaban en la válvula reguladora abierta de par en par y las altas RPM requieren un de gran capacidad del aire fluir entre el turbo y la entrada del motor. Cuando la válvula reguladora es cerrada el aire comprimido fluirá a la válvula de válvula reguladora sin una salida ( es decir que el aire tiene en ninguna parte ir).

Esto causa una oleada que pueda levantar la presión del aire a un nivel que pueda ser destructivo al daño del e. del motor pueda ocurrir a la placa de válvula reguladora, pipas de inducción pueda estallar. La oleada también descomprimirá detrás a través del turbo pues ésta es la única trayectoria que el aire puede tomar. Este flujo repentino de aire causará a menudo turbulencia y un ruido que silba subsecuente como el aire pasa más allá de la rueda del compresor.

La corriente contraria detrás a través del turbo actúa en la rueda del compresor y hace el eje de la turbina reducir en velocidad más aprisa que naturalmente. Cuando la válvula reguladora se abre otra vez, el turbo tendrá que compensar ímpetu perdido y durará para alcanzar la velocidad required, pues la velocidad de turbo es proporcional al flujo del alza/de volumen. (Esto se conoce como retraso de Turbo) para evitar que esto suceda, una válvula se cabe entre el turbo y la entrada que expresa de la presión de exceso de aire. Éstos se conocen como válvula de descarga del regulador de sobretensiones, de puente, del escape o . Son funcionados normalmente por vacío del motor.

El uso primario de esta válvula es prevenir daño al motor por una oleada del aire comprimido y mantener el turbo que hace girar en una velocidad. El aire se recicla nuevamente dentro de la entrada de turbo pero se puede generalmente también expresar a la atmósfera. El reciclaje nuevamente dentro del turbo hace el sonido de la expresión ser reducido y puede ayudar realmente a mantener el turbo encanillado mientras que el cambio engrana. Las ventajas de expresar a la atmósfera son simplemente la facilidad de la instalación (porque no hay necesidad de funcionar con una manguera adicional para sondear la carga nuevamente dentro del sistema) y eso hace un sonido considerado deseable por alguno. Hay ventajas del funcionamiento de no/little para expresar a la atmósfera, pero porque una válvula de descarga está presente el Turbo retrasará naturalmente algo que poderosamente y acortará el " necesario del tiempo; carrete-up" para contrariar cualquie retraso de turbo.

Eficacia del combustible

Puesto que un turbocompresor aumenta la salida específica de los caballos de fuerza de un motor, el motor también producirá cantidades crecientes del calor residual . Esto puede a veces ser un problema al caber un turbocompresor a un coche que no fue diseñado para hacer frente a las cargas de alto calor. Sin embargo, los cocientes de compresión más altos logrados contribuyen generalmente a mayor eficacia del combustible.

Es otra forma de refrescar eso tiene el impacto más grande en eficacia del combustible: enfriamiento de la carga. Incluso con las ventajas intercooling, la compresión total en la cámara de combustión es mayor que ésa en un motor Natural-aspirado . Para evitar el golpear mientras que todavía extrae la energía máxima del motor, él es práctica común de introducir el combustible adicional en la carga para el único propósito del enfriamiento. Mientras que esto parece antiintuitivo, este combustible no se quema. En lugar, absorbe y lleva calor cuando cambia fase de la niebla líquida al vapor del gas. También, porque es más denso que la otra sustancia inerte en la cámara de combustión, el nitrógeno, tiene un calor específico más alto y más capacitancia del calor. Él " holds" este calor hasta que se lance en la corriente del extractor, previniendo el golpe destructivo . Esta característica termodinámica permite que los fabricantes alcancen buena salida de energía con el combustible común de la bomba a expensas de la economía del combustible y de las emisiones. El cociente estequiométrico del Aire-a-Combustible (A/F) para la combustión de la gasolina está 14. Un A/F común en un motor turbocharged mientras que conforme a diseño completo el alza es aproximadamente 12: 1. Mezclas más ricas se funcionan a veces cuando el diseño del sistema tiene defectos en él tal como un convertidor catalítico que ha limitado la resistencia de las altas temperaturas de extractor o el motor tiene un cociente de compresión que sea demasiado alto para la operación eficiente con el combustible dado.

Pasado, la eficacia del turbocompresor sí mismo puede tener un impacto en eficacia del combustible. Usar un pequeño turbocompresor dará respuesta rápida y el retraso bajo en el punto bajo a mediados de RPMs, pero puede estrangular el motor en el lado del extractor y generar enormes cantidades de calor bombear-relacionado en el lado del producto como RPMs levantarse. Un turbocompresor grande será muy eficiente en alto RPMs, pero no es un uso realista para un automóvil conducido calle. Las tecnologías variables de la paleta y del rodamiento de bolitas pueden hacer un turbo más eficiente a través de un rango de operación más ancho, sin embargo, otros problemas han evitado que esta tecnología aparezca en más coches del camino (véase el turbocompresor de la geometría variable). Actual, el Porsche 911 (997) Turbo es el único coche de la gasolina en la producción con esta clase de turbocompresor, aunque en Europa los turbos de este tipo sean estándar-mobiliario rápido que se convierte en los coches de Turbodiesel, furgonetas y otros vehículos comerciales, porque pueden realzar grandemente esfuerzo de torsión de poca velocidad característico de s del motor diesel el '. Una forma para aprovecharse de los diversos regímenes del funcionamiento de los dos tipos de sobrealimentador es el turbocharging secuencial, que utiliza un pequeño turbocompresor a RPMs bajo y la una más grande en alto RPMs.

Los sistemas de gestión del motor de la mayoría de los vehículos modernos pueden controlar el alza y la entrega del combustible según temperatura de la carga, calidad del combustible, y altitud, entre otros factores. Algunos sistemas son más sofisticados y apuntan entregar el combustible aún más basada exacto en calidad de la combustión. Por ejemplo, el sistema Trionic-7 del automóvil de Saab proporciona la regeneración inmediata en la combustión mientras que está ocurriendo usando el enchufe de chispa para medir la presión del cilindro vía el voltaje de la ionización sobre el boquete de enchufe de chispa.0L motor TFSI turbo Volkswagen / Audi incorpora tecnología de la inyección pobre y directa para conservar el combustible bajo condiciones de carga bajas. Es un sistema muy complejo que implica muchas piezas móviles y sensores para manejar las características dentro del compartimiento sí mismo de la circulación de aire, permitiendo que utilice una carga estratificada con la atomización excelente. La inyección directa también tiene un enorme efecto de enfriamiento de la carga permitiendo a los motores utilizar cocientes de compresión y superpresiones más altos que un motor típico de turbo de la puerto-inyección.

Detalles automotores del diseño

La ley de gas ideal indica que cuando el resto de las variables son constante llevado a cabo, si la presión se aumenta de un sistema así que temperatura. Aquí existe una de las consecuencias negativas de turbocharging, el aumento en la temperatura del aire que entra en el motor debido a la compresión.

Un turbo hace girar muy rápidamente; la mayoría del pico entre 80.000 y 200,000  RPM (usar los turbos bajos de la inercia, 150,000-250,000  RPM) dependiendo del tamaño, del peso de las piezas de rotación, de la superpresión desarrollada y del diseño del compresor. Tales altas velocidades de rotación causarían los problemas para los rodamientos de bolas estándar que llevan a la falta tan la mayoría de los cojinetes flúidos del uso de los turbocompresores que éstas ofrecen una capa que fluye de aceite que suspenda y refresque las piezas móviles. El aceite se toma generalmente del circuito del motor-aceite. Algunos turbocompresores utilizan los rodamientos de bolas increíble exactos que ofrecen menos fricción que un cojinete flúido pero éstos también se suspenden en cavidades líquido-humedecidas. Una fricción más baja significa que el eje de turbo se puede hacer de materiales más ligeros, reduciendo el retraso supuesto de turbo del o el retraso del alza del . Algunos fabricantes de coche utilizan los turbocompresores refrigerados por agua para la vida que lleva agregada. Esto puede también explicar porqué muchos sintonizadores aumentan sus turbos estándar del cojinete liso (tales como un T25) que utilizan un cojinete de empuje de 270 grados y un cojinete liso de cobre amarillo que tenga solamente 3 pasos del aceite, a un cojinete de 360 grados que tenga un cojinete y una arandela más rollizos de empuje que tienen 6 pasos del aceite para permitir una mejor eficacia del flujo, de la respuesta y del enfriamiento. Los turbocompresores con los cojinetes de hoja están en el desarrollo que elimina la necesidad de sistemas de envío del enfriamiento o del aceite del cojinete, de tal modo eliminando la causa más común de la falta, mientras que también perceptiblemente reducen el retraso de turbo.

Para manejar la presión de aire de la superior-cubierta del, el flujo del gas de escape del turbocompresor se regula con un Wastegate que puentee exceso del gas de escape que entra en la turbina del turbocompresor. Esto regula la velocidad rotatoria de la turbina y la salida del compresor. El wastegate es abierto y cerrado por el aire comprimido de turbo (la presión de la superior-cubierta) y puede ser levantado usando un solenoide para regular la presión alimentada a la membrana del wastegate. Este solenoide se puede controlar por el control de funcionamiento automático, la unidad de control electrónica del motor o después de que el mercado alce la computadora de control. Otro método de levantar la superpresión está con el uso del cheque y de las válvulas de purga de mantener la presión en la membrana más baja que la presión dentro del sistema.

Algunos turbocompresores (normalmente llamados el uso de los turbocompresores de la geometría variable un sistema de paletas en la cubierta del extractor de mantener una velocidad constante a través de la turbina, la misma clase del gas de control según lo utilizado en las turbinas de la central eléctrica. Estos turbocompresores tienen la cantidad mínima de retraso, hacen que un bajo alce el umbral (con alza completa de hasta sólo 1.500 RPM), y son eficientes a velocidades del motor más altas; también se utilizan en motores diesel. En muchas disposiciones estos turbos incluso no necesitan un wastegate. Las paletas son controladas por una membrana idéntica a la que está en un wastegate pero el nivel de control requerido es un pedacito diferente.

Uno de los primeros coches de la producción (la leyenda japonesa de Honda era realmente la primera) para utilizar estos turbos era el de producción limitada Shelby CSX-VNT, esencialmente una sombra 1989 del regate equipada de un motor de gasolina 2. El Shelby CSX-VNT utiliza un turbo Garrett, llamado el VNT-25 porque utiliza el mismo compresor y eje que el Garrett más común T-25. Este tipo de turbina se llama una turbina variable del inyector (VNT) del . El fabricante Aerocharger del turbocompresor utiliza el “inyector de turbina del área variable” del término (VATN) para describir este tipo de inyector de turbina. Otros términos comunes incluyen geometría variable de la turbina (VTG), la geometría variable Turbo (VGT) y la turbina variable de la paleta (VVT). Un número de otros vehículos de Chrysler Corporation utilizaron este turbocompresor en 1990, incluyendo el regate Daytona y la sombra del regate. Estos motores produjeron 174 caballos de fuerza y de 225 libra-pies un esfuerzo de torsión, el mismo caballo de fuerza que los motores intercooled estándar de 2.2 litros pero con 25 más libra-pies del esfuerzo de torsión y de un inicio más rápido (menos retraso de turbo). Sin embargo, el motor de Turbo III, sin un VATN o un VNT, produjo 224 caballos de fuerza. Las razones de Chrysler que no continúa utilizando los turbocompresores de la geometría variable son desconocidas, pero la razón principal era probablemente deseo público para los motores V6 juntados con la disponibilidad creciente de los motores Chrysler-dirigidos V6.

El 2006 Porsche 911 Turbo tiene los 3.6 litros turbocharged gemelo seises planos, y los turbos usados son geometría variable Turbos de s de BorgWarner ' (VGTs). Esto es significativo porque aunque VGTs se haya utilizado en los motores diesel avanzados por algunos años y en el Shelby CSX-VNT, esto es la primera vez que la tecnología se ha ejecutado en un coche de la gasolina de la producción desde que los 1.250 motores del regate fueron producidos en 1989-90. Algunos han sostenido que porque las temperaturas de extractor de los coches de la gasolina son mucho más altas que los coches diesel, hay efectos más nocivos sobre las paletas delicadas, movibles del turbocompresor. Estas unidades son también más costosas que los turbocompresores convencionales. Demanda de los ingenieros de Porsche haber manejado este problema con los nuevos 911 Turbo.

Motocicletas

Usar los turbocompresores ganar funcionamiento sin un aumento grande en peso era muy atractiva a las fábricas japonesas en los años 80. El primer ejemplo de una bici turbocharged es el 1978 Kawasaki Z1R TC. Utilizó un kit del ATP turbo de Rayjay para construir 5lb del alza, trayendo energía para arriba de ~90hp a ~105hp. Sin embargo, era solamente marginal más rápido que el modelo estándar (11 libras y 145hp con un wastegate modificado). Un importador de los E. Kawasaki subió con la idea de modificar el Z1-R con un kit turbocharging como solución al Z1-R que era una bici vendedora baja. En Honda 1982 lanzado el CX500T que ofrece un turbo cuidadosamente desarrollado (como se oponen al perno de Z1-R en acercamiento). El desarrollo del CX500T fue hablado enigmáticamente con problemas; debido a ser un motor V-gemelo los períodos del producto en la rotación del motor son el llevar escalonado a los períodos de alto producto y los largos periodos de ningún producto en absoluto. El diseño alrededor de estos problemas condujo el precio de la bici para arriba, y el funcionamiento todavía no era tan bueno como el CX900 más barato, haciendo las motocicletas turbocharging de fábrica una experiencia educativa; El en fecha 2007 ningunas fábricas de ofrece las motocicletas turbocharged (aunque el prototipo del B-Rey de Suzuki ofreció un motor sobrealimentado de Hayabusa ). ¡

Características y usos

Confiabilidad

Los turbocompresores se pueden dañar por el aceite sucio o ineficaz, y la mayoría de los fabricantes recomiendan cambios de aceite más frecuentes para los motores turbocharged; muchos dueños y algunas compañías recomiendan usar los aceites del sintético que tienden a fluir más fácilmente cuando frío y no analizan tan rápidamente como los aceites convencionales. Porque el turbocompresor conseguirá caliente al funcionar, muchos recomiendan el dejar del motor estar desocupado por un a tres minutos antes de parar el motor si el turbocompresor era poco antes detención usada (la mayoría de los fabricantes especifican un período de 10 segundos de desocupado antes de que apaguen para asegurarse que el turbocompresor está funcionando en su velocidad ociosa para prevenir daño a los cojinetes cuando se corta el suministro de petróleo). Esto deja el montaje giratorio de turbo fresco de las temperaturas más bajas del gas de escape, y se asegura de que el aceite está suministrado al turbocompresor mientras que el múltiple de la cubierta y de extractor de la turbina sigue siendo muy caliente; ¡si no que coquiza del aceite lubricante atrapado en la unidad puede ocurrir cuando el calor empapa en los cojinetes, causando desgaste del cojinete y falta rápidos cuando se recomienza el coche. Incluso las pequeñas partículas del aceite quemado acumularán y llevarán a estrangular el suministro de petróleo y la falta. Este problema se pronuncia menos en los motores diesel debido a las temperaturas de extractor más bajas y a las velocidades del motor generalmente más lentas.

Un contador de tiempo de Turbo puede guardar un motor el funcionar por un periodo de tiempo especificado primero, para proporcionar automáticamente este período fresco-abajo. ¡Aceite que coquiza deletreo correcto--> también es eliminado por los cojinetes de hoja . ¡Una barrera protectora más compleja y más problemática contra el aceite que coquiza es el uso de los cartuchos refrigerados por agua del cojinete. Las ebulliciones del agua en el cartucho cuando el motor se para y forma una recirculación natural para drenar lejos el calor. Todavía no es una buena idea parar el motor mientras que todavía están brillando intensamente el turbo y el múltiple.

En los usos de encargo que utilizan jefes tubulares algo que los múltiples del arrabio, la necesidad por un período del cooldown se reduce porque los jefes más ligeros almacenan mucho menos calor que los múltiples pesados del arrabio.

¡Lag

Un retraso es sentido a veces por el conductor de un vehículo turbocharged como retardo entre empujar en el pedal de acelerador y la sensación de la conexión del de turbo. Esto es sintomático de la época llevada para el dispositivo de escape que conduce la turbina para venir a la alta presión y para que el rotor de turbina supere su inercia rotatoria y alcance la velocidad necesaria suministrar la superpresión. El compresor directo-conducido en un sobrealimentador no sufre este problema. (Los sobrealimentadores centrífugos no construyen alza en RPMs bajo como un sobrealimentador positivo de la dislocación). Inversamente en cargas ligeras o en la RPM baja un turbocompresor suministra menos alza y el motor es menos eficiente que un motor sobrealimentado.

El retraso puede ser reducido bajando la inercia rotatoria de la turbina, por ejemplo usando piezas más ligeras para permitir que el bobinado suceda más rápidamente. Las turbinas de cerámica son una ayuda grande en esta dirección. Desafortunadamente, su fragilidad del pariente limita el alza máxima que pueden suministrar. Otra manera de reducir el retraso es cambiar el cociente de aspecto de la turbina reduciendo el diámetro y aumentando la longitud del camino del caudal de gas. El aumento de la presión de aire de la superior-cubierta y la mejora de las ayudas de la respuesta de Wastegate pero allí se cuestan aumentos y desventajas de la confiabilidad que los fabricantes de coche no son felices alrededor. El retraso también es reducido usando un cojinete de hoja algo que conteniendo aceite convencional. Esto reduce la fricción y contribuye a una aceleración más rápida del montaje giratorio del turbo. los turbocompresores del Variable-inyector (discutidos arriba) también reducen el retraso.

Otro método común de igualar el retraso de turbo es tener el " de la rueda de turbina; clipped", o reducir la superficie de las láminas giratorias de la rueda de turbina. Acortando una porción minuciosa de la extremidad de cada lámina de la rueda de turbina, menos restricción es impuesta ante los gas de escape de escape. Esto imparte menos impedancia sobre el flujo de gas de escape en la RPM baja, permitiendo que el vehículo conserve más de su esfuerzo de torsión bajo, pero también empuja el eficaz alza la RPM a un levemente de alto nivel. La cantidad de recortes de la rueda de turbina es alto específica a la aplicación. El recortes de la turbina se mide y se especifica grados.

Otras disposiciones, especialmente en el V-tipo motores utilizan dos idéntico-clasificados pero turbos más pequeños, cada uno alimentado por un sistema separado de extractor fluyen del motor. Los dos turbos más pequeños producen el mismo (o más) importe total de alza como solo turbo más grande, pero puesto que son más pequeños alcanzan su RPM óptima, y óptimo alzar así la entrega, más rápidamente. Tal arreglo de turbos se refiere típicamente como sistema de gemelo-turbo del paralelo.

Algunos fabricantes de coche combaten el retraso usando dos pequeños turbos (tales como Nissan, Toyota, Subaru, Maserati, Mazda, y Audi ). Un arreglo típico para esto es tener un active de turbo a través de la gama entera del rev de el motor y el que está que vienen en línea en una RPM más alta. Los diseños tempranos tendrían un active del turbocompresor hasta cierta RPM, después de lo cual ambos turbocompresores son activos. Debajo de esta RPM, el extractor y la entrada de aire del turbo secundario son cerrados. Siendo individualmente más pequeños no sufren de retraso excesivo y tener el segundo funcionamiento de turbo en una gama más alta de la RPM permite que consiga a la velocidad rotatoria completa antes de que se requiera. Tales combinaciones se refieren como gemelo-turbo secuencial . Gemelos-turbos secuenciales son generalmente mucho más complicados que sistemas solos o paralelos de gemelo-turbo porque requieren qué cantidades a tres sistemas de las pipas del pipa-producto y del wastegate para los dos turbocompresores así como las válvulas para controlar la dirección de los gas de escape. Un ejemplo de esto es el actual 5-Series 535d de BMW E60 . Otro ejemplo bien conocido es Mazda 1993-2002 RX-7. Muchos nuevos motores diesel utilizan esta tecnología no sólo para eliminar el retraso pero también para reducir la consumición de combustible y para producir emisiones más limpias.

El retraso no debe ser confundido con el umbral del alza; sin embargo, muchas publicaciones todavía incurren en esta equivocación básica. El umbral del alza de un sistema de turbo describe las revoluciones minuto del motor mínimas en las cuales hay suficiente flujo del extractor al turbo para permitir que genere cantidades significativas de alza. Más nuevos progresos del turbocompresor y del motor han causado alzan umbrales para disminuir constantemente a donde el uso cotidiano siente perfectamente natural. Poner su pie abajo en 1200 revoluciones minuto del motor y no tener ninguna alza hasta 2000 revoluciones minuto del motor es un ejemplo de alzan el umbral y no el retraso del . Si el retraso fuera experimentado en esta situación, la RPM no comenzaría a levantarse para un corto período de tiempo después de que la válvula reguladora fuera aumentada, o el aumento lentamente por algunos segundos y después a acumularse repentinamente a una mayor tarifa mientras que el turbo se hace eficaz. Sin embargo, el retraso del término se utiliza erróneamente para alza el umbral por muchos fabricantes ellos mismos.

Impulso eléctrico (" E-boosting") está una nueva tecnología en el desarrollo; utiliza un motor eléctrico de alta velocidad para conducir el turbocompresor a la velocidad antes de que los gas de escape estén disponibles, e. de una luz de parada. El motor eléctrico es alrededor de una pulgada larga.

Los coches de carreras que utilizan a menudo un Anti-Se retrasan el sistema para eliminar totalmente el retraso en el coste de vida reducida del turbocompresor.

En los motores diesel moderno este problema es eliminado virtualmente utilizando un turbocompresor de la geometría variable.

Alzar el umbral

Comienzo de los turbocompresores produciendo alza solamente sobre cierta RPM (dependiendo del tamaño del turbo) porque son accionados por los gas de escape del movimiento; sin una velocidad apropiada del gas de escape, no pueden forzar lógicamente el aire en el motor. El punto en el cual la circulación de aire en el extractor es bastante fuerte forzar el aire en el motor se conoce como el umbral RPM del alza. Los ingenieros, han podido en algunos casos reducir el umbral RPM del alza a la velocidad ociosa para tener en cuenta respuesta inmediata.

Las características del retraso y del umbral se pueden adquirir con el uso de un mapa del compresor usar un mapa del compresor y una ecuación matemática. Las tiendas del funcionamiento tienen los mapas en la mano y/o pueden caminar usted a través del proceso de trazar un turbo para su vehículo particular y del tipo de competirle con deseo para hacer.

Usos automotores

Turbocharging es muy común en los motores diesel en automóviles convencionales, en las locomotoras de los carros, para los usos de la maquinaria marina y pesada. De hecho, para los usos automotores actuales, los motores diesel no-turbocharged están llegando a ser cada vez más raros. Diesels es particularmente conveniente para turbocharging por varias razones:
los diesels Natural-aspirados desarrollarán menos energía que un motor de gasolina de los mismos tamaños, y pesarán significantly more porque los motores diesel requieren componentes más pesados, más fuertes. Esto da a tales motores un cociente pobre del Energía-a-peso; el turbocharging puede mejorar dramáticamente este P: Cociente de W, con los aumentos de la energía grande para (eventualmente) un aumento muy pequeño en peso.
Los motores diesel requieren una construcción más robusta porque funcionan ya en el cociente de compresión muy alto y en las temperaturas altas así que requieren generalmente poco refuerzo adicional poder hacer frente a la adición del turbocompresor. Los motores de gasolina requieren a menudo la modificación extensa para turbocharging.
Los motores diesel tienen una venda más estrecha de las velocidades del motor a las cuales funcionan, así haciendo las características de funcionamiento del turbocompresor sobre ese " range" del rev; menos de un compromiso que sobre un motor de motor con gasolina.
Los motores diesel no soplan nada sino ventilan en los cilindros durante la carga del cilindro, arrojando a chorros el combustible en el cilindro solamente después que la válvula de producto se ha cerrado y la compresión ha comenzado. Los motores de la gasolina/de gasolina diferencian de esto en que el combustible y el aire están introducidos durante el ciclo del producto y ambos son comprimidos durante el ciclo de compresión. Las temperaturas más altas de la carga del producto de los motores de la forzado-inducción reducen la cantidad de compresión que sea posible con un motor de la gasolina/de gasolina, mientras que los motores diesel son lejos menos sensibles a esto.

Hoy, el turbocharging es el más de uso general en dos tipos de motores: Motores de gasolina en automóviles de alto rendimiento y motores diesel en el transporte y el otro equipo industrial. La pequeña ventaja de los coches particularmente de esta tecnología, como allí es a menudo poco sitio de caber un motor de la grande-salida (y físicamente más grande). El Saab es un líder en turbocompresores del coche de la producción, comenzando con el Saab 1978 99 ; todos los modelos de Saab de la corriente son turbocharged a excepción 9-7X . El Porsche 944 utilizó una unidad de turbo en los 944 Turbo (número de modelo interno de Porsche 951), a la gran ventaja, trayendo su 0-100  kilómetro por hora (0-60  tiempos del mph) muy cerca a su " contemporáneo de no-turbo; brother" grande;, el Porsche 928 .

En los años 80, cuando los coches turbocharged de la producción llegaron a ser comunes, ganaron una reputación para ser difíciles de dirigir. Los motores templados cabidos a los coches, y la tecnología a menudo primitiva del turbocompresor significaron que la entrega de energía era imprevisible y el motor entregó a menudo repentinamente un alza enorme en energía a ciertas velocidades. Algunos conductores dijeron que este hizo los coches tales como el BMW 2002 y el Porsche 911 que excitaba a la impulsión, requiriendo niveles de la habilidad. Otros dijeron que los coches eran difíciles y a menudo peligrosos. Mientras que la tecnología del turbocompresor mejoró, llegó a ser posible producir los motores turbocharged con un pulidor, más fiable pero apenas como entrega de energía eficaz.

El Chrysler Corporation era un innovador del uso del turbocompresor en los años 80 . Muchos de sus vehículos de la producción, por ejemplo el Chrysler LeBaron, regate Daytona, la sombra del regate/los gemelos de Plymouth Sundance, y el alcohol del regate/los gemelos de la aclamación de Plymouth estaba disponibles con los turbocompresores, y ellos probaron muy popular entre el público. Todavía se consideran los vehículos competitivos hoy, y la experiencia Chrysler obtenido en la observación de los turbocompresores en condiciones del mundo real las ha permitido a tecnología adicional del turbocompresor con el crucero Turbo de la pinta, el regate SRT-4 y el calibre SRT-4 del regate.

Usos de los aviones

Los turbocompresores se utilizan en el intercambio de los motores de aviones que se diseñan para el uso de la mucha altitud. Mientras que un avión sube en altitud, la densidad del aire que la rodea disminuye. Como la densidad del aire disminuye, así que hace la fricción en la armadura de avión y la energía del motor. Con esto en mente, los turbocompresores fueron desarrollados para que los aviones guarden la presión del aire que entraba en el motor equivalente a un motor normalmente aspirado en el nivel del mar. En este caso el sistema se llama un turbo-normalizador del . Otros sistemas utilizan el turbocompresor para alzar la presión multíple del motor mucho más arriba que presiones del nivel del mar; en el área de 35 a 45 pulgadas del mercurio ; y esto se llama turbo-que alza . En cualquier caso, un automático o manual-controlado Wastegate se utiliza para variar el turbocompresor hecho salir según condiciones de funcionamiento.

Relación a los motores de turbina de gas

Antes de la Segunda Guerra Mundial, sir Frank Whittle comenzó sus experimentos en los motores tempranos del turborreactor . Debido a una carencia de suficientes materiales así como la financiación, el progreso inicial era lento. Sin embargo, los turbocompresores fueron utilizados extensivamente en aviones militares durante la Segunda Guerra Mundial para permitirles volar muy rápidamente en mismo las muchas altitudes. Las demandas de la guerra llevaron a los avances constantes en tecnología del turbocompresor, particularmente en el área de materiales. Este campo de estudio cruzó eventual encima adentro al desarrollo de los motores de turbina tempranos de gas . Esos motores de turbina tempranos eran poco más que un turbocompresor muy grande con el compresor y la turbina conectados por un número de cámaras de combustión la cruz encima entre los dos se ha demostrado en un episodio del desafío de Scrapheap de la demostración de la TV donde estaban capaces los contendientes de construir un motor de jet de funcionamiento usar un turbocompresor ex-automotor como compresor.

Considerar también, por ejemplo, que los turbocompresores manufacturados de General Electric para los aviones militares y sostenidos varias patentes en sus controles eléctricos de turbo durante la guerra, después utilizados esa maestría para tallar muy rápidamente una parte dominante del mercado de la turbina de gas que él ha llevado a cabo desde que.

Ventajas y desventajas

Ventajas

Una energía más específica sobre el motor naturalmente aspirado. Esto significa que un motor turbocharged puede alcanzar más energía del mismo volumen del motor.
Una mejor eficacia termal sobre ambos aspiró y sobrealimentó naturalmente el motor cuando debajo de a carga plena (el es decir en alza). Esto es porque exceso del calor y de la presión del extractor, que serían perdidos normalmente, contribuye algo del trabajo requerido para comprimir el aire.
Peso/que empaqueta. Más pequeño y alumbrador que sistemas de inducción forzados alternativos y puede ser cabido más fácilmente en una bahía de motor.
Economía del combustible. Aunque el adición de un turbocompresor sí mismo no ahorre el combustible, él permita que un vehículo utilice un motor más pequeño mientras que alcance niveles de energía de un motor mucho más grande, mientras que logre la economía del combustible casi normal mientras que de alza/cruza. Esto es porque sin alza, sólo la cantidad de combustible normal y el aire se queman.

Desventajas

Carencia de la sensibilidad si se utiliza un turbocompresor incorrectamente clasificado. Si se utiliza un turbocompresor que es demasiado grande reduce respuesta de la válvula reguladora mientras que aumenta alza lentamente. Sin embargo, hacer esto puede dar lugar a más energía del pico del .
Alzar el umbral. El turbocompresor comienza a producir alza solamente sobre cierta RPM debido a una carencia del volumen del gas de escape superar la inercia del resto del propulsor de turbo. Esto da lugar a una subida rápida y no linear del esfuerzo de torsión, y reducirá la venda usable de la energía del motor. La oleada repentina de la energía podría abrumar los neumáticos y el resultado en la pérdida de apretón, que podría llevar a de sotaviraje/a sobrevirador, dependiendo de la disposición del drivetrain y de la suspensión del vehículo. El retraso puede ser desventajoso en competir con. Si la válvula reguladora se aplica en una vuelta, la energía puede aumentar inesperado cuando el turbo enrolla para arriba, que puede inducir el wheelspin.
Coste del

. Las piezas del turbocompresor son costosas agregar a los motores naturalmente aspirados. Los sistemas pesadamente de modificación del turbocompresor del OEM también requieren mejoras extensas que en la mayoría de los casos requiere la mayoría (si no todo) de los componentes originales ser substituida. Siguiendo el coste, los turbocompresores requieren sistemas adicionales numerosos si no son dañar un motor. Incluso un motor bajo solamente alza ligera requiere un sistema para correctamente encaminar (y a veces refrescarse) el aceite lubricante, múltiple de extractor turbo-específico, bajada de aguas específica a la aplicación, alza la regulación, y los calibradores apropiados (no no intrínseco necesarios, pero muy alto - recomendado). Además los motores inter-refrescados de turbo requieren la plomería adicional, mientras que los motores turbocharged alto templados requerirán mejoras extensas a su lubricación, enfriamiento, y sistemas de respiración; mientras que refuerza piezas internas del motor y de la transmisión.

Ver también

Calibrador del alza

.

Zenithic

Gračišče

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