Το θέμα των κινητήρων turbocharging diesel θεωρείται από τα πιο ενδιαφέροντα για μελέτη. Η ανάπτυξη και η εφαρμογή κινητήρων διπλού turbo ξεχωρίζει σε αυτόν τον τομέα.
Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι μονάδες ισχύος ντίζελ οδηγούνται από την ενέργεια που απελευθερώνεται όταν καίγεται το μείγμα αέρα / καυσίμου. Εάν η άντληση καυσίμου μπορεί να πραγματοποιηθεί αποκλειστικά από αντλία καυσίμου, τότε υπάρχουν αρκετές μέθοδοι εισαγωγής αέρα. Οι αναρροφημένοι κινητήρες, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από την απλότητα της συσκευής, δέχονται αέρα από το περιβάλλον υπό την επήρεια ενός φυσικού κενού, το οποίο σχηματίζεται στο καρμπυρατέρ. Ωστόσο, έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα, εκφραζόμενο σε χαμηλή ισχύ, το οποίο εξαλείφεται πλήρως σε κινητήρες turbocharged και bi-turbo.
Σχετικά με τον υπερσυμπιεστή
Η αρχή της αναγκαστικής έγχυσης αέρα στον θάλαμο καύσης ενός κινητήρα ντίζελ ήταν γνωστή στα τέλη του 19ου αιώνα, αλλά ο Alfred Büchi έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για υπερσυμπιεστή μόνο το 1911. Η εφεύρεση του υπερσυμπιεστή ήταν ένα από τα αποτελέσματα έρευνας σχετικά με μεθόδους αύξησης της ισχύος ενός κινητήρα ντίζελ, από την οποία η αρχή της αναγκαστικής έγχυσης του θαλάμου καύσης με προ-συμπιεσμένο αέρα θεωρήθηκε η πιο ελπιδοφόρα. Η περίσσεια αέρα στο θάλαμο καύσης επέτρεψε την καύση έως και 99% του μείγματος καυσίμου, η οποία παρείχε στον υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα αυξημένη ισχύ χωρίς απτούς συμβιβασμούς στην απόδοση.
Πώς λειτουργεί ένας υπερτροφοδότης
Η αρχή λειτουργίας ενός υπερσυμπιεστή βασίζεται στη χρήση ενέργειας από καυσαέρια. Το αέριο υψηλής πίεσης από την πολλαπλή εξαγωγής διέρχεται μέσω του στροβίλου, περιστρέφοντάς το. Ο άξονας τουρμπίνας συνδέεται απευθείας στον ρότορα του φυγοκεντρικού συμπιεστή, ο οποίος προετοιμάζει τον αέρα για την πολλαπλή εισαγωγής. Η απόδοση του υπερσυμπιεστή σχετίζεται άμεσα με την τρέχουσα ισχύ του κινητήρα.
Κινητήρας Biturbo
Στη σύγχρονη αυτοκινητοβιομηχανία, όλο και περισσότερη προσοχή δίνεται στα δυναμικά χαρακτηριστικά των οχημάτων. Μερικές φορές ακόμη και τα πλεονεκτήματα των υπερτροφοδοτούμενων κινητήρων έναντι των ατμοσφαιρικών δεν είναι τόσο έντονα. Το γεγονός είναι ότι η ανάγκη για παρουσία οξυγόνου στο θάλαμο καύσης δεν έχει γραμμική σχέση με την αύξηση της ροπής. Με απλά λόγια, υπάρχει ένα ορισμένο όριο ισχύος πέραν του οποίου η απόδοση του υπερσυμπιεστή δεν επαρκεί για την πλήρη αξιοποίηση των δυνατοτήτων ενός κινητήρα ντίζελ.
Αυτό το μειονέκτημα εξαλείφθηκε πλήρως με την εμφάνιση του κινητήρα με διπλό υπερσυμπιεστή. Όταν ο κινητήρας υπερβαίνει το όριο χωρητικότητας του συμπιεστή, ενεργοποιείται ένας δεύτερος υπερσυμπιεστής. Έχει υψηλότερη απόδοση, η οποία, με τη σειρά της, είναι πολύ υψηλή για να λειτουργεί η μονάδα ισχύος σε χαμηλές στροφές. Ο σχεδιασμός του κινητήρα bi-turbo επιτρέπει την αύξηση της ισχύος κάνοντας περισσότερα καύσιμα αντί να επεκτείνει τον όγκο της περιοχής εργασίας του κυλίνδρου.
