Последовательный наддув Bi-turbo
Последовательный наддув Bi-turbo — схема наддува двумя турбинами, включающимися в работу по очереди, друг за другом.
ДвигательТурбонаддув – это тип наддува, использующий энергию выхлопных газов для нагнетания воздуха в цилиндры мотора. Этот принцип был запатентован в 1911 году швейцарцем Альфредом Бюхи в патентном ведомстве США. Не смотря на то, что прообразы турбин были разработанны еще в конце XIX века, все же массовое использование этой схемы началось лишь 70-х годах прошлого века. И хотя все системы автомобиля постоянно совершенствуются, механические нагнетатели, разработанные более века назад, не отступают. Уменьшаются допуски при производстве, увеличивается точность изготовления, используются более технологичные материалы и сплавы (например на Ниссан Скайлайн GT-R 34 версии N1 лопасти нагнетателей делали керамическими), так что потенциал турбо нагнетателей еще далеко не исчерпан.
Различия между bi-turbo и twin-turbo и путаница в понятиях
Зачастую даже опытные и подкованные не только теоретически, но и практически люди, считают, что twin-turbo (твин-турбо) и bi-turbo (би-турбо) – лишь варианты названия одной и той же схемы наддувных двигателей с двумя турбинами. Так сказать коммерческие названия, как с наименованиями систем полного привода разными производителями (у тех же немецких производителей: quattro – от Ауди, 4matic – Мерседеса, имеют одну суть – полный привод). В подтверждение же названий наддува приводят примеры Мицубиси 3000GT в версии VR-4 несет на двигателе надпись «твин-турбо», там V6 и две турбины, каждая питает свои 3 цилиндра и имеет выход в общий коллектор, такая же схема на Ауди моделей S4 или Allroad с 2,7 литра под капотом несет название би-турбо. Но название не всегда отображает схему работы турбин (параллельное или последовательное, оно же секвентальное. Так же в подтверждение приводят известный в кругах японоводов 2JZ-GTE, устанавливаемый в том числе и на Toyota Supra, ставшие известными после фильма «Форсаж», в котором главный герой управляя ярко-красной машиной, «сделал» Феррари.
Рядный шестицилиндровый двигатель там то же несет надпись твин-турбо, а турбины там работают по своему алгоритму, включением и выключением которых заведуют специальные перепускные клапана (последовательно-параллельная схема). Субару Легаси В4 — там две турбины, и работают они секвентально: на низких оборотах работает одна – маленькая турбина, на высоких к ней подключается вторая — большая. Можно еще поспорить с применением таких терминов как твинскрол, даунсазинг, но не будем уходить от основной темы.
Названиями этих систем породили популярное заблуждение, корни которого идут из словообразования. twin – с английского — двойня или близнец, т.е. одинаковые механизмы наддува, нагнетатели (или как говорят в среде гонщиков – «улитки», подразумевая похожесть этих агрегатов с одноименными слизняками), в то время как с немецкого би-турбо – это система с двумя турбинами. Получается что твин-турбо на автомобиле японского производства, в котором традиционно используются английские термины для названий, в то время как немецкие автопроизводели пользуются названиями на родном для них языке.
Потому на какой-нибудь Тойоте Супра вы не встретите шильдика «би-турбо», а на Мерседес-Бенц – «твин»…
Последовательный наддув Bi-turbo и его преимущества
Би-турбо (bi-turbo) – она же секвентальный или последовательный наддув, т.е. система наддува двигателя внутреннего сгорания, которая состоит из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют две турбины, одну меньшего размера другую большого. Это сделано для того, чтобы маленькая турбина, которая раскручивается значительно быстрее, вступая в работу первой, обеспечивает хорошую тягу на более низких оборотах, затем, при достижении более высоких оборотов двигателя, раскручивается вторая , большая турбина, и нагнетает гораздо больший объем воздуха. Такая схема во-первых уменьшает так называемый турболаг (или турбояму – т.е. движение автомобиля с выключенными нагнетателями), образуя более ровную динамическую характеристику машины, без излишнего рывка, свойственного схемам с одной большой турбиной или системам с несколькими одновременно включающимися нагнетателями, во-вторых делается возможным применение больших нагнетателей на моторах, применяемых в машинах используемых не только для гонок по трекам, но и оставляя возможность езды по дорогам общественного пользования, когда отсутствует возможность, а зачастую и необходимость поддерживать высокие обороты двигателя.
Не стоит забывать и о том, что излишняя мощность в условиях города – крайне опасный фактор, так как при динамике подготовленного автомобиля возникает не только большая вероятность «догнать» соседнюю, как правило менее динамичную машину, находящуюся рядом в потоке, как и при торможении чаще смотреть назад, т.к. характеристики тормозов у гражданских автомобилей то же уступают спортивным.
Системы турбонаддува могут устанавливаются как на бензиновых, так и на дизельных агрегатах. На первых использование турбонаддува сопровождается появлением риска детонации вследствие резкого возрастания количества оборотов. Также, в результате более высокой температуры выхлопа сама система турбонаддува нагревается, что требует дополнительного ее охлаждения. На дизельных же агрегатах турбонаддув не имеет таких проблем. Там степень сжатия намного больше, а обороты коленвала ниже. В результате адиабатного расширения, температура выхлопа у бензиновых двигателей составляет 1000 градусов, а дизельных моторов гораздо меньше — 600.
Поэтому применение турбонаддува на дизельных агрегатах является более простым и эффективным.
Проблема в том, что ротор турбокомпрессора нельзя сделать большим- чем больше диаметр турбины, тем выше ее момент инерции. Стало быть, даже если водитель при разгоне более резко нажмет на педаль акселератора, быстрого ускорения как у атмосферного двигателя, он не получит, потому что придется подождать не только, пока коленвал двигателя, но затем и крыльчатка турбины наберут соответствующие обороты. Значит, турбину следует сделать меньше по диаметру. Но поступление воздуха так же зависит от окружной скорости лопаток, которая тем меньше, чем меньше диаметр ротора: увеличение оборотов упирается в ограничение по предельным нагрузкам используемых материалов.
Интересные факты о последовательном наддуве Bi-turbo
Помимо последовательного наддува Bi-turbo в автомобилях применяются и более сложные схемы с большим количеством нагнетателей. К примеру, в нашумевшем Бугатти Вейрон, для получения мощности в 1001 лошадиную силу на двигателе стоит 4 турбонагнетателя.
Subaru legacy b4 2.0 biturbo и ее две турбины
Subaru legacy b4 2.0 biturbo
Проблема: не дуют турбины, со слов клиента он объездил все возможные автосервисы и никто не мог ему помочь.
Была проведена диагностика и был выявлен явный «недодув» турбин.
Турбины были демонтированы, один турбокомпрессор был полностью заклинен, а у другой турбины была повреждена компрессорная крыльчатка.
Был проведен ремонт, турбины были установлены на место, но проблема недодува не ушла.
Выяснилось, что по каким-то причинам перестала работать система распознавания разности наддува во впускном коллекторе, хотя все датчики были исправны.
Хозяин автомобиля наотрез отказался делать параллельный наддув, так как при такой конфигурации автомобиль теряет динамику на низких оборотах.
Поэтому нами было разработано специальное устройство, которое отслеживает необходимые значения наддува и управляет секвентальным клапаном турбин.
По простому – включает по очередности то одну турбину то другую.
После этого проблема исчезла.
Описание работы системы наддува B4 Legacy, что компания KDturbo и воспроизвела на своем устройстве
Начальная стадия наддува
Первый Турбокомпрессор, расположенный на левой задней части двигателя, в первую очередь обеспечивает повышение давления в коллекторе на низких и средних оборотах, однако он также продолжает создавать положительное давление наддува во всем рабочем диапазоне.
Схема промежуточного наддува
На средних оборотах двигателя, выхлопной клапан частично открыт. Вторая турбина начинает работать. Процент открытия выхлопного клапана регулируется блоком управления через соленоид управляемый вакуумом, который создается во впускном коллекторе при работе мотора.
Вторая стадия наддува двух турбин на Subaru Legacy B4
Когда блок управления автомобиля видит что условия работы двигателя подходят, выхлопной клапан полностью открывается. Когда клапан полностью открыт вторая турбина дует на полную мощность, давление наддува регулируется через вестгейт первой турбины.
Biturbo и Twinturbo.
Вы не раз слышали названия TwinTurbo (твинтурбо) и biturbо ( битурбо), но в чем же разница? А разницы на самом деле никакой! twinturbo и biturbo – это все маркетинговые уловки и различные названия для одной и той же системы турбонаддува.
Вопреки убеждениям некоторых «экспертов» название систем не отображают схему работы турбины – параллельную или последовательную (секвентальную).
Например, у автомобиля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носит название TwinTurbo. В автомобиле стоит двигатель V6 и у него две турбины, каждая из которых использует энергию выхлопных газов из своих трех цилиндров, но задувают они в один общий впускной коллектор.
Например у немецких автомобилей есть схожие по рабочему принципу системы, но называются они не TwinTurbo, а BiTurbo.
На автомобиле Toyota Supra с рядной шестеркой установлены две турбины, система турбонаддува называется TwinTurbo, но работают они в особой последовательности, включаясь и выключаясь с помощью специальных перепускных клапанов.
На автомобиле Subaru B4 тоже стоят две турбины, но работают они последовательно: на низких оборотах дует маленькая турбина, а на высоких, когда та не справляется, подключается вторая турбина большего размера.
Давайте теперь по порядку разберем обе системы BiTurbo и TwinTurbo, а точнее, что о них пишут в интернете:
BiTurbo – система турбонаддува, представляющая собой две последовательно включаемых в работу турбин. В этой системе используют две турбины, одну малого размера, а вторую большего размера. Маленькая турбина раскручивается быстрее, но на высоких оборотах двигателя маленькая турбина не может справиться с компрессией воздуха и созданием нужного давления.
Тогда подключается большая турбина, добавляющая мощный заряд сжатого воздуха. Следовательно, минимизируется задержка (турболаг), образуется ровная разгонная динамика. Системы BiTurbo весьма не дешевое удовольствие и обычно устанавливаются на автомобили высокого класса.
Эта система может быть установлена как на двигатель V6, где каждая турбина будет установлена со своей стороны, но с общим впуском. Либо на рядном моторе, где установка турбины осуществляется по цилиндрам (напр, 2 для малой и 2 для большой турбины), так и секвентально, когда на выпускном коллекторе сначала устанавливается большая трубина, а потом маленькая.
TwinTurbo – данная система отличается от BiTurbo тем, что нацелена не на снижения турбо-лага или выравнивание разгонной динамики, а на увеличение производительности. В данной системе применяются две одинаковые турбины, соответственно производительность такой системы турбонаддува эффективней, чем системы с одной турбиной.
Система TwinTurbo может работать как на V-образных моторах, так и на рядных. Последовательность включения турбин может варьироваться, как и на BiTurbo системах.
А для еще большего веселья никто не мешает вам поставить сразу 3 турбины или более. Цель преследуется такая же, как и для TwinTurbo. Должен заметить, что такое зачастую применяется в автоспорте и никогда на серийных автомобилях.
На Drift Expo Track Mode Toyota привезла два дрифтовых спорткара
На мероприятии под названием Drift Expo Track Mode 2019, которое состоялось 1 июня в Москве, японская компания Toyota представила два дрифтовых спорткара.
Для начала уточним, что Toyota Push The Limit Club — комьюнити для тех, кто хочет быть в центре самых трендовых экстрим-событий, посещать крутые ивенты, получать бонусы и призы и знать все об автомобилях японского автобренда. Вот именно в рамках этого комьюнити на фестивале Toyota продемонстрировала доработанные версии своих серийных моделей.
Toyota GT86 была доработана и теперь получила 900 л.с.Первая из них — это Toyota GT86 2013 года выпуска. В его оснащении находится 3,4-литровый мотор 2JZ JTE, получивший турбину Garett GTX 3582 GEN 2. Благодаря значительным доработкам авто способен выдавать 900 л.с. при 1000 Нм максимального крутящего момента. В паре с ним работает секвентальная 5-ступенчатая коробка передач
Из интересных элементов стоит добавить сцепление от OS Giken, редуктор Winters Performance и тормозную систему от компании Willwood.
Также авто оснастили кованными дисками Motion Wheels MM107, «обутыми» в специальную резину Achilles 123S размерность которой спереди 255/35, сзади — 265/35.
Второй из представленных спорткаров — это Toyota Aristo 1999 года выпуска. У этого четырёхместного дрифт-такси есть 500-сильный турбо-агрегат с рабочим объёмом 3,0 литра. Он получил турбину Garett GT30, благодаря этой конфигурациикрутящий момент достигает 600 Нм. В тандеме с мотором трудится коробка передач ZF 320.
Toyota AristoЭтот автомобиль также не обделен кастомными запчастями, о которых стоит упомянуть, так, например он оснащается «ковшами» от BiMarco, амортизаторами UP GARAGE и дисками RAYS Gram Light 57X PRO.
Под капотом этого автомобиля поселился настоящий табун из 500 «лошадей»Перспективная француженка — журнал За рулем
В промозглый ноябрьский день я ехал на свидание с красавицей, которой предстоит стать одной из прим гоночного сезона-2004.
Выбор
Конечно, можно было купить подержанный болид у немца или чеха, но Квашнин не пошел простым путем. Решил построить автомобиль как минимум равный тем, что задают темп в чемпионате Европы: Ford Puma 4х4 Turbo, Peugeot 206 WRC и Toyota Corolla WRC. «Когда в серию пошел Renault Clio V6, мы хотели построить заднемоторный автомобиль на его базе, — говорит Сергей. — Но V6 никто не собирается омологировать для спорта, пришлось искать другой вариант. И мы подумали: переднемоторная Renault Clio хорошо выступает в раллийном чемпионате Super 1600, неплохо едет и в ралли-кроссе. Ее и выбрали. И в течение года автомобиль создали с нуля и довели до полной боевой готовности бельгийские и французские инженеры».
Платье
Омологированный ФИА обвес «француженки» надет на каркас безопасности из легкого сплава. Тяжелый автомобиль не поедет быстро, какой мотор туда ни поставь — и корпус облегчили насколько возможно. Из металла — только крыша, днище и дверь со стороны водителя. Остальное — тонкий пластик.
Главное достоинство Clio — база, переднего и заднего свесов практически нет. Значит, управляемость машины должна быть на высоте.
Темперамент
Основой послужил рядный четырехцилиндровый мотор Renault F4R, устанавливаемый на серийный Megane. В «гражданском» варианте развивает 150 сил — для гонок недостаточно. Поэтому установили турбину Garret, такую же, как на Peugeot 206 WRC экс-чемпиона мира Маркуса Гронхольма. Радиаторы перенесли в салон, а их место занял огромный интеркулер — система охлаждения воздуха, подаваемого в двигатель. C развивающей давление до трех атмосфер турбиной мощность удалось поднять до 400 лошадиных сил при 6500 оборотах в минуту! И это не предел. Если двигатель оснастить 4-дроссельным управлением подачей топлива и снять с турбины рестриктор (не запрещено регламентом), то пиковая мощность достигнет 650 л. с.! Но в кроссе ценится надежность, поэтому остановились на 400-сильном варианте.
Французские мотористы воспитали мамзель капризной: двигатель принимает только синтетику Motul и бензин Elf TurboMax по 4,5 евро за литр.
Но зато при надлежащем обслуживании — замене масла после каждой гонки — воспитатели дают гарантию на весь гоночный сезон. Правда, после этого нужно проверить вкладыши и прокладки. Турбина включается на 2700 оборотах в минуту, с ее помощью двигатель можно раскрутить до 7200 оборотов, а максимальный крутящий момент составляет 560 Н*м при 6500. Рабочий диапазон короткий — от 4000 до 6500.
Шейп-класс
Трансмиссия французской фирмы Sadev давно и хорошо у нас известна. Ее применяют на машинах класса «Супертуризм» и многих других. По гоночным меркам очень надежная: изготовитель гарантирует безотказную работу в четырех гонках. Дальше — как пойдет. Коробка передач — секвентальная шестиступенчатая, соединяется с двигателем посредством трехдискового керамического сцепления Eaton. Стартует автомобиль с помощью «кнопки старта». Задача пилота в том, чтобы поддерживать 6000 об/мин и, когда погаснет красный свет, нажать кнопку. Остальное сделает электроника. Крутящий момент распределяется по осям с помощью межосевого дифференциала, жесткого распределения нет — и это еще один плюс для управляемости автомобиля. Максимальная скорость с короткой главной парой всего-навсего 180 км/ч — машина заряжена под узкие пилотажные трассы. О времени разгона до сотни команда скромно умалчивает, но она явно не более 4 секунд.
Туфельки
Подвеска — многорычажная, независимая, неровности российских трасс будут смягчать регулируемые гидроамортизаторы Ohlins. Тормозные колодки и вентилируемые диски Alсon — французский аналог AP-Racing за меньшую сумму. Шины — раллийный Michelin KX на 15-дюймовых легкосплавных дисках. Комплекта колес хватает только на один уик-энд. На следующую гонку придется ставить новую резину, и это одна из основных статей расхода в бюджете кроссмена. Только по ней затраты на участие в 10–12 гонках за сезон составят около 20 тысяч долларов.
Ощущения
Слово Сергею Квашнину. » Renault Clio в сравнении с полноприводной «восьмеркой» — небо и земля. Главная проблема российской машины была в управляемости. Чтобы заставить ее повернуть, приходилось прикладывать огромные усилия, иначе она шла мимо поворота.
Renault просто едет туда, куда крутишь снабженный электроусилителем руль. Полная покорность! Очень удобна секвентальная коробка — потери времени на переключение передач минимальны. Единственный ее минус: если после скоростного прямика идет медленный поворот, нужно очень быстро переключить «вниз» все передачи с шестой до второй или первой. Разгоны, торможения — буквально все в ней настроено и работает именно так, чтобы гонщик думал только о гонке, а не о машине».
Перспективы
В будущем году «француженку» ждет первый старт, грязь и пыль российских и прибалтийских трасс, победы и поражения. А пока команда Сергея Квашнина наводит макияж. На воздухозаборники радиаторов поставят дополнительные фильтры, снимут фары, отсеки герметизируют, установят защиту двигателя, подготовят запасные турбины, коробки, подвески и… ждите выхода на сцену. Или на подиум?
Фото автора
Машины Формулы-1 2020 года | Formula Fan
2020 Formula 1 cars
| Шасси | Ferrari SF1000 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Ferrari 065 1. 6 V6t |
|
| Конструкторы | Simone Resta | |
| Шасси | Монокок из сотовой композитной структуры и углеволокна | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Ferrari 065; рабочим объемом 1,6 л.; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| Минимальный вес двигателя | 145 кг | |
| ERS | производства Ferrari, 120 кВт (161 л. с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея |
|
| Топливо | Shell V-Power | |
| Смазочные материалы | Shell Helix Ultra | |
| Трансмиссия | Scuderia Ferrari, секвентальная 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и электронным управлением, полуавтоматическая, имеющая дифференциал повышенного трения с гидравлическим управлением | |
| Передняя подвеска | Независимая, с толкающими штангами и торсинными пружинами | |
| Задняя подвеска | Независимая, с тяговыми штангами и торсинными пружинами | |
| Амортизаторы | ZF Sachs Race Engineering | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | Brembo: вентилируемые карбоновые диски, электронная система управления ‘brake by wire’ | |
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Scuderia Ferrari Mission Winnow | |
| Пилоты | #5 | Sebastian Vettel |
| #16 | Charles Leclerc | |
| Шасси | Red Bull Racing RB16 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Honda RA620H Hybrid 1. 6 V6T |
|
| Конструкторы | Adrian Newey Rob Marshall Dan Fallows Pierre Wache |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Honda RA620H Hybrid; рабочим объемом 1,6 л; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Honda, 120 кВт (161 л. с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея |
|
| Топливо | Exxon Mobil | |
| Смазочные материалы | Mobil 1 | |
| Трансмиссия | Red Bull Technology, секвентальная 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и электронным управлением, полуавтоматическая, установленная продольно | |
| Передняя подвеска | Стойки из алюминиевого сплава, двойные треугольные рычаги из композитных материалов + толкающие штанги, стабилизатор поперечной устойчивости и амортизаторы | |
| Задняя подвеска | Стойки из алюминиевого сплава, двойные треугольные рычаги из композитных материалов + тяговые штанги, стабилизатор поперечной устойчивости и амортизаторы | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | электронная ситема ‘brake by wire’ Red Bull Technology; Карбоновые диски и колодки, суппорты Brembo |
|
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Топливный бак | Red Bull Technology, эластомеры + кевлар | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Aston Martin Red Bull Racing | |
| Пилоты | #33 | Max Verstappen |
| #23 | Alexander Albon | |
| Шасси | Renault R.S.20 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Renault E-Tech 20 1.6 V6T | |
| Конструкторы | Nick Chester, Matthew Harman, Martin Tolliday, Simon Virrill, Dirk de Beer |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов (углеродные волокна и сотовая структура) | |
| Длина | 5480 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Renault E-Tech 20; рабочим объемом 1,6 л.; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала, максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Renault, 120 кВт (160 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | BP | |
| Смазочные материалы | Castrol EDGE | |
| Трансмиссия | Титановая полуавтоматическая 8-ступенчатая (+ 1 задняя), имеющая систему бесступенчатого переключения передач Quickshift | |
| Передняя подвеска | Двойные поперечные карбоновые рычаги, а также алюминевые стойки OZ Racing, взаимодействующие с ситемой толкателей и балансиром, торсионная пружина и амортизаторы | |
| Задняя подвеска | Двойные поперечные карбоновые рычаги с тяговой штангой, взаимодействующие с торсионной пружиной и амортизаторами, расположенными поперечно в верхней части КПП, а также алюминиевая стойка OZ Racing | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | Карбоновые диски и колодки, суппорты Brembo и главные цилиндры AP Racing | |
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Топливный бак | ATL, эластомеры + кевлар | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Renault DP World F1 Team | |
| Пилоты | #3 | Daniel Ricciardo |
| #31 | Esteban Ocon | |
*вес машины с гонщиком; без топлива, но с водой и смазочными материалами, камерами и балластом
| Шасси | McLaren MCL35 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Renault E-Tech 20 1.6 V6T | |
| Конструкторы | James Key | |
| Шасси | Монокок из композитных материалов | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Renault E-Tech 20; рабочим объемом 1,6 л.; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала, максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Renault, 120 кВт (160 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | BP | |
| Смазочные материалы | Castrol | |
| Трансмиссия | McLaren Racing, расположенная продольно, имеющая многодисковое карбоновое сцепление с планетарным дифференциалом, 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением, полуавтоматическая с электронно-гидравлической системой переключения | |
| Передняя подвеска | Треугольный карбоновый рычаг с толкающей штангой, взаимодействующие с системой амортизаторов и расположенной внутри корпуса торсионной балкой | |
| Задняя подвеска | Треугольный карбоновый рычаг с тяговой штангой, взаимодействующие с системой амортизаторов и торсионной балкой, расположенной внутри корпуса | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | Akebono: главные цилиндры, суппорты, карбоновые диски и система ‘brake by wire’ | |
| Колесные диски | Enkei, кованые, 13» | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | McLaren F1 Team | |
| Пилоты | #55 | Carlos Sainz, Jr |
| #4 | Lando Norris | |
| Mercedes-AMG F1 W11 EQ Performance |
|---|
| Шасси | Mercedes-AMG F1 W11 EQ Performance | |
|---|---|---|
| Двигатель | Mercedes M11 EQ Performance 1.6 V6T | |
| Конструкторы | James Alisson, John Owen, Mike Elliott, Loic Serra, Ashley Way, Jarrod Murphy |
|
| Шасси | Монокок из литьевого фиброкарбона и сотовых пористых композитных структур | |
| Длина | более 5000 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Mercedes M11 EQ Performance; рабочим объемом 1,6 л; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| Минимальный вес двигателя | 145 кг | |
| ERS | производства Mercedes, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | Petronas Primax | |
| Смазочные материалы | Petronas Syntium | |
| Трансмиссия | Mercedes-AMG / Xtrac, 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и гидравлическим переключением в карбоновом корпусе, полуавтоматическая | |
| Передняя подвеска | Треугольный карбоновый рычаг с толкающими штангами, взаимодействующие с торсионными пружинами и балансирами | |
| Задняя подвеска | Треугольный карбоновый рычаг с тяговыми штангами, взаимодействующие с торсионными пружинами и балансирами | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | электронная ситема ‘brake by wire’ карбоновые диски Carbone Industries и тормозные суппорты Brembo |
|
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Топливный бак | ATL, эластомеры + кевлар | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Mercedes-AMG Petronas Formula One Team | |
| Пилоты | #44 | Lewis Hamilton |
| #77 | Valtteri Bottas | |
| #63 | George Russell | |
| Шасси | AlphaTauri AT01 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Honda RA620H Hybrid 1.6 V6T | |
| Конструкторы | Jody Egginton, Paolo Marabini, Trygve Rangen, Franck Sanchez |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов, Scuderia AlphaTauri Honda | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Honda RA620H Hybrid; рабочим объемом 1,6 л; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Honda, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | Exxon Mobil | |
| Смазочные материалы | Mobil 1 | |
| Трансмиссия | Red Bull Technology, секвентальная 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и электронным управлением, полуавтоматическая, установленная продольно | |
| Передняя подвеска | Треугольные карбоновые рычаги (верхние и нижние), взаимодействующие с толкающими штангами, торсионными пружинами и стабилизатором поперечной устойчивости, разработано Scuderia AlphaTauri / Red Bull Technology | |
| Задняя подвеска | Треугольные карбоновые рычаги (верхние и нижние), взаимодействующие с тяговыми штангами, торсионными пружинами и стабилизатором поперечной устойчивости, разработано Scuderia AlphaTauri / Red Bull Technology | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | электронная ситема ‘brake by wire’ Scuderia AlphaTauri / Red Bull Technology; Карбоновые диски и колодки, суппорты Brembo |
|
| Колесные диски | Apptech, кованые | |
| Топливный бак | Scuderia AlphaTauri / Red Bull Technology, эластомеры + кевлар | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Scuderia AlphaTauri Honda | |
| Пилоты | #10 | Pierre Gasly |
| #26 | Daniil Kvyat | |
| Шасси | Williams FW43 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Mercedes M11 EQ Performance 1.6 V6T | |
| Конструкторы | Doug McKiernan, David Worner, Jonathan Carter, Dave Wheater |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Mercedes M11 EQ Performance; рабочим объемом 1,6 л; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Mercedes, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | Petronas Primax | |
| Смазочные материалы | Petronas Syntium | |
| Трансмиссия | Williams, имеющая многодисковое карбоновое сцепление, 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и многодисковым карбоновым сцеплением, полуавтоматическая электрогидравлическая система переключения передач | |
| Передняя подвеска | Двойные треугольные рычаги с толкающими штангами, взаимодействующими с пружинами, стабилизатор поперечной устойчивости | |
| Задняя подвеска | Двойные треугольные рычаги с тяговыми штангами, взаимодействующими с пружинами, стабилизатор поперечной устойчивости | |
| Амортизаторы | Williams / Penske | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | электронная ситема ‘brake by wire’ AP Racing спереди: 6-поршневые суппорты сзади: 4-поршневые суппорты |
|
| Колесные диски | Apptech, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Топливный бак | ATL, эластомеры + кевлар | |
| Команда | Williams Racing | |
| Пилоты | #63 | George Russell |
| #6 | Nicholas Latifi | |
| #89 | Jack Aitken | |
*вес машины с гонщиком; без топлива, но с водой и смазочными материалами, камерами и балластом
| Шасси | Racing Point RP20 | |
|---|---|---|
| Двигатель | BWT Mercedes M11 EQ Performance 1.6 V6T | |
| Конструкторы | Andrew Green, Akio Haga, Ian Hall, Simon Phillips |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов с панелями из Zylon’а | |
| Длина | 5600 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | BWT Mercedes M11 EQ Performance; рабочим объемом 1,6 л; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| Минимальный вес двигателя | 145 кг | |
| ERS | производства Mercedes, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | Petronas Primax | |
| Смазочные материалы | Ravenol | |
| Трансмиссия | Mercedes-AMG / Xtrac, 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением в карбоновом корпусе, полуавтоматическая | |
| Передняя подвеска | Алюминиевые стойки с треугольными карбоновыми рычагами с толкающими штангами и стабилизатором. Амортизаторы, стабилизатор поперечной устойчивости и торсионные пружины смонтированые непосредственно на шасси. | |
| Задняя подвеска | Алюминиевые стойки с треугольными рычагами с тяговыми штангами, стабилизатором поперечной устойчивости и амортизаторами. Гидромеханические торсионные пружины закреплены на корпусе КПП. | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | Карбоновые диски и колодки Carbon Industries и система ‘brake by wire’ | |
| Колесные диски | BBS, кованые, 13» | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | BWT Racing Point Formula One Team | |
| Пилоты | #11 | Sergio Perez |
| #18 | Lance Stroll | |
| #27 | Nico Hulkenberg | |
| Шасси | Haas VF-20 | ||
|---|---|---|---|
| Двигатель | Ferrari 065 1.6 V6t | ||
| Конструкторы | Rob Taylor Ben Agathangelou |
||
| Шасси | Монокок из сотовой композитной структуры и углеволокна | ||
| Высота | 950 мм | ||
| Ширина | 2000 мм | ||
| Ширина колеи | спереди — 1600 мм сзади — 1550 мм |
||
| Вес* | 746 кг | ||
| Двигатель | Ferrari 065; рабочим объемом 1,6 л.; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
||
| ERS | производства Ferrari, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | ||
| Топливо | Shell V-Power | ||
| Смазочные материалы | Shell Helix Ultra | ||
| Трансмиссия | Scuderia Ferrari, секвентальная 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и электронным управлением, полуавтоматическая, имеющая гидравлический дифференциал повышенного трения | ||
| Передняя подвеска | Независимая, с толкающими штангами и торсинными пружинами | ||
| Задняя подвеска | Независимая, с толкающими штангами и торсинными пружинами | ||
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | ||
| Тормоза | вентилируемые карбоновые диски, электронная система управления ‘brake by wire’ | ||
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | ||
| Топливный бак | ATL, эластомеры + кевлар | ||
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | ||
| Команда | Haas F1 Team | ||
| Пилоты | #8 | Romain Grosjean | |
| #20 | Kevin Magnussen | ||
| #51 | Pietro Fittipaldi | ||
| Шасси | Alfa Romeo C39 | |
|---|---|---|
| Двигатель | Ferrari 065 1.6 V6T | |
| Конструкторы | Jan Monchaux, Luca Furbatto, Ian Wright, Alessandro Cinelli |
|
| Шасси | Монокок из композитных материалов | |
| Длина | 5500 мм | |
| Ширина | 2000 мм | |
| Высота | 950 мм | |
| Ширина колеи | спереди — 1650 мм сзади — 1550 мм |
|
| Вес* | 746 кг | |
| Двигатель | Ferrari 065; рабочим объемом 1,6 л.; конфигурация: V6 (90°) и 24 клапана; максимальная скорость вращения коленчатого вала – 15000 об/мин; турбонаддув: Одноступенчатый компрессор и турбина на выхлопных газах, имеющая привод от единого вала; максимальная скорость вращения турбины наддува — 125000 об/мин |
|
| ERS | производства Ferrari, 120 кВт (161 л.с.) + литий-ионная аккумуляторная батарея | |
| Топливо | Shell V-Power | |
| Смазочные материалы | Shell Helix Ultra | |
| Трансмиссия | Scuderia Ferrari, секвентальная 8-ступенчатая (+ 1 задняя) с бесступенчатым переключением и электронным управлением, полуавтоматическая, имеющая гидравлический дифференциал повышенного трения | |
| Передняя подвеска | Двойной поперечный рычаг с толкающими штангами, пружинами и амортизаторами | |
| Задняя подвеска | Двойной поперечный рычаг с толкающими штангами, пружинами и амортизаторами | |
| Шины | Pirelli P Zero / Pirelli Cinturato | |
| Тормоза | 6-поршневые суппорты Brembo; вентилируемые карбоновые диски и колодки Carbon Industries; электронная система управления ‘brake by wire’ | |
| Колесные диски | OZ Racing, кованые, магниевый сплав, 13» | |
| Электроника | Стандартный блок управления McLaren Electronic Systems-Microsoft (работа шасси, силовой установки, получение данных датчиков, устройств обработки данных и телеметрии) | |
| Команда | Alfa Romeo Racing ORLEN | |
| Пилоты | #7 | Kimi Raikkonen |
| #99 | Antonio Giovinazzi | |
*вес машины с гонщиком; без топлива, но с водой и смазочными материалами, камерами и балластом
FeeLLeaN
Технические характеристики Williams FW43B — все новости Формулы 1 2021
Пресс-служба Williams опубликовала технические характеристики Williams FW43B – машины, подготовленной командой для участия в сезоне 2021 года.
Шасси
Монокок из углепластика и пористых композитных материалов, по прочности и уровню безопасности соответствующий требованиям FIA.
Передняя подвеска: двойные треугольные рычаги, толкатель, взаимодействующий с пружинами, стабилизатор поперечной устойчивости.
Задняя подвеска: двойные треугольные рычаги, тяга, взаимодействующая с пружинами, и стабилизатор поперечной устойчивости.
Трансмиссия: 8-ступенчатая полуавтоматическая секвентальная КПП, разработанная Williams, с бесступенчатым переключением, одной задней передачей, продольно расположенная, с электрогидравлической системой переключения передач. Многодисковое карбоновое сцепление.
Амортизаторы: гидравлические, разработанные Williams.
Колесные диски: ApрTech, из кованого магниевого сплава.
Шины: Pirelli. Передние: 305/670-13, задние: 405/670-13.
Тормозная система: AP, 6-поршневые суппорты впереди, 4-поршневые суппорты сзади, диски и колодки из углепластика.
Рулевое управление: реечное, с усилителем, разработанное Williams.
Топливный бак: ATL, резиновая емкость, армированная кевларом.
Электронные системы: омологированный FIA стандартный электронный блок управления.
Система охлаждения: алюминиевые радиаторы для систем охлаждения двигателя, ERS и коробки передач.
Кокпит: шеститочечные ремни безопасности шириной 75 мм и система HANS, съемное углепластиковое сиденье анатомической формы.
Силовая установка
Mercedes-AMG F1 M12 E Performance. Система непосредственного впрыска топлива (максимальное давление 500 bar, один инжектор на цилиндр). Одноступенчатый компрессор и турбина, работающая на выхлопных газах, с приводом от единого вала; максимальная скорость вращения турбины – 125000 об/мин.
Система ERS: Mercedes AMG HPP.
Габариты и вес машины: вес соответствует минимальному пределу, установленному FIA; высота: 950 мм, ширина: 2000 мм.
Что такое последовательный турбонаддув? PH Объясняет
Выбор турбокомпрессора
для наилучшего соответствия предполагаемому использованию двигателя может привести к некоторому скомпрометированному результату. В конце концов, двигатель обычно работает в широком диапазоне скоростей, и необходимо тщательно учитывать поведение турбокомпрессора, чтобы обеспечить заданную мощность при сохранении хорошей управляемости.
Например, производитель может иметь большой турбокомпрессор, который обеспечивает высокий наддув при высоких оборотах двигателя.Выбор этого приведет к хорошей максимальной мощности, но плохой производительности на более низких скоростях, а также к проблемам с откликом и доставкой.
В качестве альтернативы, меньший турбокомпрессор, который есть в наличии у фирмы, может начать производить наддув на очень низких оборотах двигателя, улучшая манеры автомобиля при старте с места, но обеспечивать меньшее давление в коллекторе, чем больший турбокомпрессор, что в конечном итоге ограничивает пиковую мощность.
Одним из способов решения этой проблемы является использование обоих турбонагнетателей, работающих вместе в так называемой «последовательной» конфигурации.Это позволяет производителю достичь поставленных целей по мощности, не создавая автомобиль, который страдает от проблем с управляемостью.
Как работает последовательный турбонаддув?При последовательной установке турбонагнетателя с одним малым и одним большим турбонагнетателем, малый турбонагнетатель в первую очередь обеспечивает наддув для низких скоростей, а другой будет зарезервирован для более высоких оборотов двигателя. Когда частота вращения двигателя низкая, ограниченное количество выхлопных газов будет направлено в меньший турбонагнетатель.Это приводит к быстрому созданию наддува, быстрому отклику на нажатие педали акселератора и улучшенной выходной мощности двигателя.
По мере увеличения потребности в мощности и увеличения числа оборотов двигателя система управления двигателем начинает переводить второй турбонагнетатель в рабочее состояние. Заслонка в выпускном коллекторе начнет перенаправлять выхлопные газы во второй турбонагнетатель, который начинает раскручиваться до того, как будет задействован всерьез. Это помогает избежать случайных изменений мощности двигателя.
Теперь, когда второй турбокомпрессор набирает обороты, весь выхлоп двигателя теперь может быть направлен в большой турбокомпрессор; это затем позволяет двигателю достичь максимальной мощности.В зависимости от конфигурации системы клапаны на стороне впуска могут также открываться и закрываться на соответствующих турбонагнетателях, чтобы избежать выхода сжатого воздуха через обводной турбонагнетатель.
Эта особая схема, при которой один турбонагнетатель обходится по мере того, как вводится другой, называется последовательно-последовательным турбонаддувом. Однако, если первый турбокомпрессор продолжает использоваться во всем диапазоне оборотов, то это так называемая параллельно-последовательная конфигурация.
Должны ли быть турбокомпрессоры другого размера?Последовательный турбонаддув не может быть осуществлен с использованием турбонагнетателей одинакового размера, при этом используется только один, пока не будет произведено достаточно выхлопных газов для правильной работы обоих. Эта чуть менее сложная установка дает аналогичные преимущества, улучшая реакцию, но при этом позволяя получить значительную выходную мощность. Многие существующие автомобили с последовательным турбонаддувом, такие как Mk4 Toyota Supra, имеют аналогичные турбокомпрессоры в параллельной последовательной установке вместо большого и маленького.
Недостатки последовательного турбонаддуваОсновная проблема — сложность и стоимость. Помимо необходимости иметь дело с двумя турбокомпрессорами и всей необходимой сантехникой, системы для управления ими также часто сложны и, когда автомобиль старее, трудны в обслуживании. Достижения в технологии турбонаддува, такие как более гибкий турбонагнетатель с изменяемой геометрией, впоследствии сделали излишними сложные и дорогостоящие последовательные установки.
Краткая история последовательного турбонаддуваПервым серийным автомобилем с последовательным турбонаддувом был Porsche 959 , выпущенный в 1986 году.Последовательная установка турбонагнетателя позволила его шестицилиндровому оппозитному двигателю обеспечивать впечатляющее количество мощности плавно и управляемо вместо часто резкой подачи, характерной для обычных одно- или двухтурбинных конфигураций.
Другие производители последовали этому подходу; Mazda использовала последовательный турбонаддув в Eunos Cosmo , который появился в 1990 году, и такая же система использовалась в 1992 RX-7 . Точно так же Toyota вписала свое имя в учебники истории в 1993 году, когда она выпустила 2JZ-GTE с последовательным турбонаддувом в модели Mk4 Supra .Последовательные системы также используются такими компаниями, как Subaru, и их также можно найти в промышленных и дизельных приложениях.
Навигация влево Навигация вправо1/4
6 различных типов турбонагнетателей и преимущества каждой установки
В чем разница между одинарными, двойными, двойными спиральными компрессорами, турбокомпрессорами с изменяемой геометрией или даже электрическими? В чем преимущества каждой установки?
Мир турбонаддува имеет такое же разнообразие, как и компоновки двигателей.Давайте посмотрим на разные стили:
- с одинарным турбонаддувом
- Твин-турбо
- Twin-Scroll Turbo
- Turbo с изменяемой геометрией
- Регулируемый Twin Scroll Turbo
- Электротурбо
1. Однотурбинный
Одни только турбонагнетатели обладают безграничной вариативностью.Различие в размере крыльчатки компрессора и турбины приведет к совершенно разным характеристикам крутящего момента. Большие турбины обеспечат высокую максимальную мощность, но меньшие турбины обеспечат лучшее рычание на низких частотах, поскольку они быстрее вращаются. Есть также одиночные турбины на шарикоподшипниках и опорных подшипниках. Шарикоподшипники обеспечивают меньшее трение для вращения компрессора и турбины, поэтому их намотка происходит быстрее (что увеличивает стоимость).
Преимущества
- Экономичный способ увеличения мощности и КПД двигателя.
- Простой, как правило, самый простой в установке вариант с турбонаддувом.
- Позволяет использовать двигатели меньшего размера для выработки такой же мощности, как и более крупные безнаддувные двигатели, что часто позволяет снизить вес.
Недостатки
- Одиночные турбины обычно имеют довольно узкий эффективный диапазон оборотов. Это создает проблему с определением размеров, так как вам придется выбирать между хорошим крутящим моментом на низких оборотах или лучшей мощностью на высоких оборотах.
- Турбо-отклик может быть не таким быстрым, как альтернативные настройки турбо.
2. Твин-турбо
Как и одиночные турбокомпрессоры, при использовании двух турбонагнетателей существует множество возможностей.У вас может быть один турбонагнетатель для каждого ряда цилиндров (V6, V8 и т. Д.). В качестве альтернативы можно использовать один турбонагнетатель для низких оборотов и байпас к более крупному турбокомпрессору для высоких оборотов (I4, I6 и т. Д.). У вас даже может быть две турбины одинакового размера, одна из которых используется на низких оборотах, а обе — на более высоких. На BMW X5 M и X6 M используются турбины с двумя улитками, по одной с каждой стороны от V8.
Преимущества
- Для параллельных сдвоенных турбин на V-образных двигателях преимущества (и недостатки) очень похожи на установки с одним турбонаддувом.
- Для последовательных турбин или использования одного турбонагнетателя на низких оборотах и обоих на высоких оборотах, это позволяет получить гораздо более широкую и пологую кривую крутящего момента. Лучше крутящий момент на низких оборотах, но мощность не снижается на высоких оборотах, как у небольшого турбонаддува.
Недостатки
- Стоимость и сложность, поскольку количество компонентов турбонагнетателя почти вдвое больше.
- Существуют более легкие и более эффективные способы достижения аналогичных результатов (как описано ниже).
3. Twin-Scroll Turbo
Турбокомпрессоры с двойной спиралью почти во всех отношениях лучше, чем турбокомпрессоры с одной спиралью.Используя две прокрутки, импульсы выхлопа разделяются. Например, на четырехцилиндровых двигателях (порядок включения 1-3-4-2) цилиндры 1 и 4 могут подавать питание на одну спираль турбонагнетателя, а цилиндры 2 и 3 — на отдельную спираль. Почему это выгодно? Допустим, цилиндр 1 заканчивает рабочий ход, когда поршень приближается к нижней мертвой точке, и выпускной клапан начинает открываться. В то время как это происходит, цилиндр 2 заканчивает такт выпуска, закрывая выпускной клапан и открывая впускной клапан, но есть некоторое перекрытие.В традиционном турбонагнетателе с одной спиралью давление выхлопных газов из цилиндра 1 будет мешать притоку свежего воздуха в цилиндр 2, поскольку оба выпускных клапана временно открыты, уменьшая давление, достигающее турбонагнетателя, и влияя на то, сколько воздуха в цилиндр 2 втягивает. Разделением свитков эта проблема устраняется.
Преимущества
- В выхлопную турбину передается больше энергии, а значит, больше мощности.
- Более широкий диапазон эффективных оборотов наддува возможен благодаря различным конструкциям спиралей.
- Возможно большее перекрытие клапанов без затруднения продувки выхлопных газов, что означает большую гибкость настройки.
Недостатки
- Требуется особая компоновка двигателя и конструкция выхлопа (например: I4 и V8, где 2 цилиндра могут подаваться на каждую спираль турбонаддува с равными интервалами).
- Стоимость и сложность по сравнению с традиционными одинарными турбинами.
4. Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT)
Возможно, одна из самых исключительных форм турбонаддува, VGT ограничено в производстве (хотя довольно часто встречается в дизельных двигателях) из-за стоимости и экзотических требований к материалам.Внутренние лопатки внутри турбонагнетателя изменяют отношение площади к радиусу (A / R), чтобы соответствовать частоте вращения. На низких оборотах используется низкое соотношение A / R для увеличения скорости выхлопных газов и быстрого раскрутки турбокомпрессора. По мере увеличения оборотов соотношение A / R увеличивается, чтобы обеспечить увеличенный воздушный поток. В результате получается низкая турбо-задержка, низкий порог наддува и широкий и плавный диапазон крутящего момента.
Преимущества
- Широкая плоская кривая крутящего момента. Эффективный турбонаддув в очень широком диапазоне оборотов.
- Требуется только один турбо, что упрощает настройку последовательного турбонаддува до чего-то более компактного.
Недостатки
- Обычно используется только в дизельных двигателях, где выхлопные газы ниже, поэтому лопатки не будут повреждены теплом.
- Что касается бензина, то стоимость обычно не используется, поскольку для обеспечения надежности необходимо использовать экзотические металлы. Эта технология была использована на Porsche 997, хотя бензиновых двигателей VGT существует очень мало из-за связанных с этим затрат.
5. Регулируемый турбонагнетатель Twin-Scroll
Может быть, это решение, которого мы ждали? Во время участия в SEMA 2015 я остановился у стенда BorgWarner, чтобы ознакомиться с последними новинками в области турбонаддува. Среди концепций — переменный турбонаддув с двойной прокруткой, как описано в видео выше.
Преимущества
- Значительно дешевле (теоретически), чем VGT, что делает приемлемый вариант для бензинового турбонаддува.
- Обеспечивает широкую плоскую кривую крутящего момента.
- Более прочная конструкция по сравнению с VGT, в зависимости от выбора материала.
Недостатки
- Стоимость и сложность по сравнению с использованием одинарного турбонаддува или традиционного двойного прокрутки.
- Эта технология использовалась и раньше (например, быстродействующий золотниковый клапан), но, похоже, она не прижилась в производственном мире.Вероятно, есть дополнительные проблемы с технологией.
6. Электротурбокомпрессоры
Использование мощного электродвигателя устраняет почти все недостатки турбонагнетателя.Турбо лаг? Прошло. Не хватает выхлопных газов? Без проблем. Турбо не может обеспечить крутящий момент на низких оборотах? Теперь это возможно! Возможно, следующая фаза современного турбонаддува, несомненно, есть и недостатки электрического тракта.
Преимущества
- При непосредственном подключении электродвигателя к крыльчатке компрессора турбо-задержка и недостаток выхлопных газов могут быть практически устранены путем раскрутки компрессора с помощью электроэнергии, когда это необходимо.
- Подключив электродвигатель к выхлопной турбине, можно восстановить потерянную энергию (как это сделано в Формуле 1).
- Очень широкий эффективный диапазон оборотов с равномерным крутящим моментом во всем.
Недостатки
- Стоимость и сложность, поскольку теперь вы должны учитывать электродвигатель и следить за тем, чтобы он оставался холодным, чтобы предотвратить проблемы с надежностью. То же самое и с добавленными контроллерами.
- Упаковка и вес становятся проблемой, особенно с добавлением батареи на борту, которая будет необходима для обеспечения достаточной мощности турбонагнетателя, когда это необходимо.
- VGT или двойные прокрутки могут предложить очень похожие преимущества (хотя и не на том же уровне) при значительно более низкой стоимости.
Последовательный подход к диагностике характеристик газовой турбины на основе модели
Основные моменты
- •
Предлагается новый последовательный подход к диагностике характеристик газовой турбины.
- •
Новый метод позволяет успешно обнаруживать неисправности, используя небольшое количество измерений.
- •
Модель движка разработана в Visual Studio C # и проверена с помощью GasTurb.
- •
Вычислительная эффективность повышается за счет уменьшения размеров итерационной матрицы.
- •
Предлагаемый метод превосходит традиционный метод GPA.
Реферат
Постепенная деградация компонентов газовой турбины — неизбежный результат работы двигателя, влияющий на его эксплуатационную готовность, надежность и эксплуатационные расходы.Анализ газового тракта играет важную роль в диагностике неисправностей двигателя. Точная и быстрая диагностика нескольких одновременно вышедших из строя компонентов всегда представляла проблему, особенно когда количество доступных измерений ограничено. В этой статье предлагается новый метод диагностики производительности, который разделяет диагностику двигателя на серию шагов для устранения «эффекта размытия» и уменьшения размеров матрицы в итеративном диагностическом алгоритме. Модель характеристик двигателя трехвальной газовой турбины была разработана и проверена в сравнении с коммерческим программным обеспечением, чтобы оценить точность и вычислительные характеристики предлагаемого метода.Преимущество предложенного метода заключается в его способности обнаруживать серьезность деградации компонентов двигателя, таких как загрязнение компрессора и эрозия турбины, с большей точностью и вычислительной эффективностью, чем другие основанные на модели методы, в которых используется такое же количество измерений. Недавно разработанный метод обеспечивает точную диагностику с сокращенным набором измерений. Этот метод может эффективно справляться с наличием случайного шума в измерениях и требует значительно меньшей вычислительной нагрузки по сравнению с существующими методами.Предлагаемый метод может быть использован в качестве инструмента для поддержки систем мониторинга состояния для повышения надежности и энергоэффективности газовых турбин.
Ключевые слова
Диагностика газовой турбины
Анализ газового тракта
Диагностика на основе модели
Характеристики газовой турбины
Термодинамика
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Полный текст© 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Building Turbo Power | Делайте все правильно, создавайте большую мощность с Compound Turbos
В поисках большей мощности всем нужен низкий крутящий момент и большая мощность.Но когда дело доходит до турбомоторов, всегда есть компромисс.
Турбокомпрессор меньшего размера будет иметь большой крутящий момент на низких оборотах, но мощность будет падать с увеличением оборотов. Более крупный турбонаддув даст большие показатели мощности на красной линии, но он медленно раскручивается и страдает крутящий момент.
- Если вам нужна стабильная мощность, которая продолжает расти, читайте дальше …
Это всегда было проблемой с турбокомпрессорами, и на протяжении многих лет инженеры придумали множество различных способов сделать турбонагнетатель более отзывчивым.Они опробовали регулируемые лопатки, двойную спираль, облегченные колеса турбины и новые лопатки компрессора, разработанные на компьютере.
Несмотря на то, что все они значительно улучшили рабочий диапазон турбокомпрессора при стандартных уровнях мощности, более крупные турбины на вторичном рынке по-прежнему страдают от значительной турбо-лаг.
Если вам нужна максимальная быстрая шпуля и огромная мощность, есть только одна установка, которая может максимизировать и то, и другое. Составной последовательный турбо.
Составная последовательная турбо-установка сочетает в себе небольшой турбонагнетатель с быстрой намоткой и более мощный турбо.Когда составная последовательная турбо-установка спроектирована и построена правильно, вы увидите наддув сразу на холостом ходу и устойчивый к красной линии.
- Сантехника для создания турбо-систем может быть сложной, а упаковка — плотной.
Выхлоп выходит из двигателя и сначала попадает в меньшую турбину, затем в большую турбину и выходит из выхлопной трубы. Воздух сначала попадает в большую турбину, затем в меньшую, а затем в двигатель.
Такое расположение позволяет меньшему турбонагнетателю раскручиваться очень быстро, а больший турбонаддув помогает двигаться вперед.Как только меньший турбонагнетатель наберет скорость, его перепускная заслонка откроется.
Этот вестгейт будет значительно больше по размеру по сравнению с турбонаддувом и вставлен обратно в выхлоп перед более крупным турбонаддувом. Этот дополнительный поток газа будет раскручивать более крупный турбонагнетатель, который может просто продуть меньший турбонагнетатель.
- В этой конфигурации нет сложных воздушных клапанов, как у многих других систем с двойным или составным турбонаддувом.
Есть несколько автомобилей 90-х, которые поставлялись с составными турбонагнетателями, в которых один турбонагнетатель раскручивался, а затем «передавался» другому турбо.Процесс переключения турбонагнетателей осуществлялся с помощью воздушных клапанов, направляющих воздух вокруг «выключенного» турбонагнетателя.
Процесс переключения часто вызывает очень заметное падение мощности в середине диапазона оборотов. Это падение мощности часто называют «Долиной смерти». В гонке вы будете отходить от своего соперника только для того, чтобы войти в «Долину смерти», где ваша сила упадет, а ваш соперник догонит или даже обогнает вас.
Вам просто нужно было надеяться, что, когда сработает второй турбо, его мощности хватит, чтобы удержать или вернуть лидерство.
- Составная последовательная система обеспечивает очень плавную и линейную кривую мощности.
Составная последовательная система требует значительного объема планирования для реализации. Две турбины и их заслонки должны быть такого размера, чтобы все они работали правильно, а это требует некоторой … математики.
- Если вас интересует составная турбо-установка, мы были бы рады проделать эту математику за вас.
Особенно на высоте, сложная турбо-установка — это единственный способ получить БОЛЬШОЙ турбонагнетатель на ранней стадии и создать чудовищный крутящий момент.
Как турбокомпрессоры становятся лучше, быстрее, Stronge
Турбокомпрессор — это, по сути, фен, увеличивающий мощность. Турбинное колесо с приводом от выхлопных газов вращает центробежный воздушный компрессор для увеличения количества воздуха, подаваемого в цилиндры. Дополнительный воздух в сочетании с большим количеством топлива увеличивает мощность и крутящий момент. Следующие технологии обеспечивают большую мощность, повышенную эффективность или меньшую задержку по сравнению с одним базовым турбонагнетателем:
Sequential Turbos
Майкл Симари
Майкл Симари
Здесь турбонагнетатели меньшего размера быстро раскручивают двигатель на низких оборотах, в то время как более крупный блок увеличивает мощность на максимуме за счет более высоких объемов выхлопа.Последовательные установки вышли из моды, потому что они требуют сложных элементов управления и громоздкой упаковки, а недавние достижения позволили уменьшить задержку подъема катушки в установках с одним и двумя турбинами.
Найдено в: Nissan Titan XD diesel, Audi SQ7 TDI
Twin Scroll
Майкл Симари
Выпускной коллектор и корпус турбины разделяют выхлоп на два отдельных потока. Это оптимизирует синхронизацию импульсов выхлопа, подаваемых на турбинное колесо, улучшая реакцию при резком изменении положения дроссельной заслонки.
Найдено в: BMW 328i
Турбина с изменяемой геометрией
Майкл Симари
Подвижные лопатки на входе в турбину изменяют угол и скорость выхлопного газа до того, как он достигнет колеса турбины. При малых расходах лопатки образуют узкие отверстия, которые ускоряют выхлопной газ, уменьшая задержку. Электрические или пневматические регуляторы открывают лопатки, чтобы пропускать больший объем выхлопных газов при более высоких нагрузках.
Найдено в: Porsche 911 Turbo
Twin Turbo
Майкл Симари
Два нагнетателя одинакового размера питаются от половины цилиндров двигателя. Использование двух турбин вместо одной приводит к меньшему размеру колес турбины и компрессора, которые вращаются быстрее из-за их меньшей инерции.
Найдено в: Ford F-150 EcoBoost
Overboost
Майкл Симари
Временное повышение давления наддува приводит к увеличению мощности, крутящего момента и температуры выхлопных газов.Overboost обычно ограничивается скачками длительностью от 10 до 20 секунд, чтобы избежать перегрева компонентов и возникновения катастрофического отказа.
Найдено в: Ford Focus ST
Эта статья является частью нашей специальной статьи, посвященной изучению двигателей с турбонаддувом и безнаддувных двигателей.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io
Fare Thee Well, однопоследовательный турбо — внутренняя перспектива
Пришло время немного рассказать правду о турбокомпрессоре Ford с 6,7-литровым двигателем Power Stroke для грузовиков ’15 Super Duty. Как вы прочтете на странице 72, Ford снова проиграл другому производителю в перестрелке с тяжелыми буксировщиками. Как в тестах на ускорение на большой высоте, так и в тестах на торможение, испытанный F-450 просто не мог сравниться с новым Ram 3500 HD. Но почему?
Однопоследовательный блюз
С самого начала самая большая проблема с Ford 6.7L Power Stroke был его турбокомпрессором. Garrett GT32 SST (одинарный последовательный турбонагнетатель) — одинарный турбонагнетатель с двумя компрессорными колесами — привел к тому, что Ford проиграл практически все буксирные испытания в журнале Diesel Power. Как вы прочитаете в статье «Tow King» за этот месяц, основная критика Ford проистекает из отсутствия у 6.7L агрессивного торможения выхлопом при значительной буксируемой нагрузке. Это потому, что Форд опасался превышения скорости зарядного устройства GT32 SST. Превышение скорости происходит, когда частота вращения вала турбонагнетателя становится слишком высокой.Благодаря участию в некоторых послепродажных испытаниях в Elite Diesel Engineering мы знаем, что скорость вала легко превышает 100 000 об / мин в стандартной комплектации и может достигать колоссальных 150 000 об / мин с горячим программатором в смеси (и отключенным перепускным клапаном). Поэтому, чтобы сохранить турбонаддув, Ford пришлось пожертвовать тормозной способностью на выхлопе на грузовиках с 11 по 14 год.
Знакомое лицо
Хотите узнать секрет? В единственном компрессоре Garrett GT37 Ford, который заменит GT32 SST на модели ’15, нет ничего нового. GT37 будет — или, по крайней мере, основан на — Garrett Powermax (GT3788VA), турбированный, много модифицированный 6.Владельцы 0L Power Stroke полюбили автомобили на вторичном рынке. Конечно, он будет немного другим (для установки потребуется другой корпус турбины), но я подозреваю, что он будет использовать те же самые 0.90 A / R. Кроме этого, я не вижу ничего особенного. Мы знаем, непосредственно от Ford, что GT37 будет иметь такой же диаметр крыльчатки компрессора эксдуктора 88 мм, что и Powermax, что наводит меня на мысль, что он будет иметь такой же индуктор 63,5 мм. Ford также опубликовал информацию о том, что турбинное колесо будет иметь размер 72.5 мм, что соответствует размеру индуктора, как у турбинного колеса Powermax. Наконец, Ford заявил, что его новый турбонаддув не будет расточительным, как нынешний Powermax.
Лучшая производительность
Теоретически, и поскольку Ford планирует использовать GT37 с турбонаддувом, в нем используются колеса большего размера (большая масса для движения), скорость вала будет снижена при любых условиях эксплуатации.Это означает, что инженеры могут стать более агрессивными с функцией выхлопного тормоза турбо, что, по словам Форд, будет значительно улучшено на грузовиках ’15.
Что касается лошадиных сил, мы не знаем, насколько далеко Ford продвинет 6,7-литровый двигатель V-8, но мы можем сказать вам, что текущий Powermax, доступный для 6,0-литровых двигателей Power Strokes, способен выдерживать 500 л.с. на колесах на вторичном рынке. Кроме того, многие модифицированные версии GT3788VA сохраняют оригинальное турбинное колесо диаметром 72,5 мм, поскольку оно достаточно хорошо течет, чтобы поддерживать 600 об / ч.С такой мощностью, нет никаких причин, по которым Ford не может добавить еще 50 л.с. и 100 фунт-фут крутящего момента к мощности 6,7 л.
Изменяя турбины в 2015 году, Ford избавится от того фактора, который давил на производительность его современного двигателя. Ожидайте значительно улучшенного торможения выхлопом, увеличения мощности и крутящего момента, а также значительного увеличения тягового усилия для Super Duty следующего поколения. И, конечно же, в будущем стоит ожидать еще одной перестрелки с Tow King.
Технология двухступенчатого последовательного турбонагнетателя Garrett
Двухступенчатая последовательная последовательная системаGarrett представляет собой идеальную турбо-архитектуру для силовых агрегатов, где максимальная плотность мощности и выбросы при частичной нагрузке являются первоочередными задачами.Эта двухступенчатая конфигурация выбирается автопроизводителями либо для уменьшения габаритов двигателя, либо для повышения производительности.
Диапазон двигателей
Двухступенчатые последовательные системы обычно используются для дизельных двигателей в диапазоне от 1,6 л до 3,0 л, хотя большая часть их применения приходится на сегмент 2,0 л, где эффект уменьшения объема двигателя или повышения мощности более выражен. .
Основные характеристики
В двухступенчатой последовательной системе небольшой турбонагнетатель высокого давления (HP) работает вместе с более крупным турбонаддувом низкого давления (LP).Поток газа между турбинами регулируется перепускными клапанами, режимы работы которых зависят от частоты вращения двигателя. На малых оборотах — примерно до 1500 об / мин — две турбины работают в полностью последовательном режиме с закрытыми перепускными клапанами компрессора и турбины. Это обеспечивает быстрое нарастание давления наддува и способствует увеличению крутящего момента и отзывчивости. После 1500 об / мин турбины продолжают работать вместе, но перепускной клапан турбины постепенно направляет больше выхлопных газов в турбокомпрессор низкого давления до тех пор, пока не произойдет полный переход, обычно около 2800 об / мин.На этой скорости перепускные клапаны турбины и компрессора полностью открыты, регулируя поток газа только к большему турбонагнетателю низкого давления. Таким образом, последний продолжает работать в монорежиме, оптимизируя топливную экономичность и производительность при более высоких оборотах двигателя.
узнать больше
Ключевые преимущества
Двухступенчатые последовательные системы с последовательным подключением предлагают автопроизводителям гибкость в использовании преимуществ топливной эффективности за счет уменьшения габаритов двигателя или повышения производительности существующей платформы двигателя.
В случае уменьшения габаритов двигателя впечатляющая переходная характеристика и повышенная мощность и крутящий момент, предлагаемые турбонаддувом, позволяют OEM-производителям создавать более экономичные двигатели, которые соответствуют характеристикам более крупных двигателей, усиленных монотурбинными двигателями.
Если больше внимания уделяется повышению производительности, можно использовать двухступенчатую последовательную систему для значительного увеличения мощности и крутящего момента, что придаст более спортивный вид работе двигателя.
При любом подходе доступно высокое давление наддува для рециркуляции выхлопных газов — ключевого фактора в контроле за выбросами.
Эволюция и будущие тенденции
Производители автомобилей воспользовались возможностями уменьшения габаритов и производительности, которые предоставляет двухступенчатая последовательная последовательная технология.
Для двигателей, для которых производительность является ключевым фактором, двухступенчатая система обычно сочетает в себе турбонагнетатель с регулируемой геометрией и форсунками высокого давления (VNT) с турбонаддувом с перепускным клапаном низкого давления. В 2011 году Гарретт представил первую в мире двухступенчатую серийную турбо-систему, разработанную для турбодизельного двигателя V6 на Audi A7.Несмотря на 30-процентное сокращение рабочего объема, этот двигатель демонстрирует увеличение мощности на 35 процентов и улучшенную экономию топлива до 10 процентов. Свободное плавание и перепускной клапан часто используются вместе для более экономичных применений, таких как легкие грузовики.