|
|
|
|
Как читать турбокартумай 2018г. При просмотре параметров турбокомпрессоров сразу натыкаешься на такое понятие как турбокарта (COMPRESSOR MAP). Например, первые установки турбины на ЗМЗ-409 компания ТД Моторс начала делать с турбиной GT2860R. Если зайти на официальный сайт Garrett с описанием параметров турбокомпрессора то первое, что мы встречаем из характеристик - это турбокарта.
Компрессорная карта или Турбокарта - это графическое представление работы компрессора в различных режимах. По вертикальной оси (ось ординат) располагается показатель отношения давлений на выходе и входе компрессора (Pressure ratio), по горизонтальной оси (ось абсцисс) показан массовый расход воздуха прокачиваемый компрессором (Air Flow).
Pressure ratio (отношение давлений) - это отношение абсолютного давления на выходе к абсолютному давлению на входе компрессора. PR = Pcr / Pin Величина PR характеризует степень сжатия воздуха компрессором. Небольшое отступление: в расчетах используется Абсолютное и Относительное давление. Под абсолютным давлением понимается давление в условиях полного (абсолютного) вакуума. То есть такое давление, которое показывал бы прибор в космическом (безвоздушном) пространстве. Естественно, такое давление (как и абсолютная температура) может быть только положительным или равняться нулю. Так как на Земле мы практически всегда находимся в атмосфере, то абсолютное давление атмосферы на уровне моря так и назвали «атмосферой», или сокращенно 1атм. Под относительным принято считать давление относительно атмосферного. Соответственно, относительное давление может быть положительным и отрицательным, но не менее -1 атм. Перевести один тип давления в другой можно по нехитрым формулам: Как рассчитать Pressure Ratio? Здесь мы не учитываем сопротивление воздушного фильтра и воздуховодов перед турбиной. Обычно, в зависимости от вариантов их исполнения, давление на входе уменьшается на 0.02-0.10атм. Тогда формула расчета (при потерях 0.06атм) приобретет вид: Air Flow или расход воздуха По горизонтальной оси находится "массовый расход воздуха". Air Flow (расход воздуха) - это величина, показывающая, массу воздуха, проходящую за единицу времени через компрессор и, соответственно, дальше через двигатель. Исторически это величина на компрессорных картах выражается в lb/min (в фунтах воздуха за минуту времени). Фунт это 0.45кг, а минута это 60 секунд. Поскольку мощность двигателя напрямую зависит от количества топливо-воздушной смеси которая закачивается в цилиндры, то массовый расход, это, одна из главных характеристик которую мы можем получить, изучая компрессорную карту. Граница Surge Граница Surge (помпаж) это крайняя левая линия компрессорной карты (закрашена красно-розовым цветом). Турбина может попасть в режим Surge в нескольких случаях. Первый самый распространенный - при резком закрытии дросселя, когда массовый расход воздуха через мотор резко падает, но турбина все еще вращается достаточно быстро. Это мгновенно перебрасывает нас влево по компрессорной карте в зону Surge. Но быстрое срабатывание Blow Off клапана восстанавливает расход воздуха через турбины, выпуская избыток наддутого воздуха в атмосферу. Второй случай - возникновение Surge на режиме полной нагрузки, обычно на низких оборотах, когда турбина только начинает выходить на наддув. Он значительно более опасен, поскольку может продолжаться относительно долго, особенно на высоких передачах. Как правило, это связано со слишком большой скоростью вращения турбины и большом создаваемом давлении в компрессоре, при относительно малом общем расходе воздуха через мотор. Обычно наблюдается на гибридах с маленькой горячей частью и большой компрессорной частью. Третий, связан с износом турбины: сопло турбины повреждено; на крыльчатке турбины отложилось большое количество кокса (продукты горения топлива); заслонки трубопровода открываются не полностью; повреждён интеркулер; сопротивление сжатого воздуха чрезмерно (оно превышает силу его сжатия). Но этот случай относится уже к ремонту, здесь мы его рассматривать не будем. Уменьшить вероятность попадания компрессора в режим помпажа (Surge) можно с помощью установки корпуса турбины с "Ported Shroud" - обводными воздушными каналами, встроенными в корпус турбины.
Часто такие эксперименты проводят тюнинговые фирмы.
Граница эффективности компрессора (Choke line) Как линия Surge ограничивает карту слева, так граница эффективности ограничивает ее справа. Зоны эффективности компрессора Это концентрические замкнутые линии, расходящиеся из центральной области карты. Возле каждой такой линии подписано значение эффективности компрессора приходящуюся на эту область. Самая маленькая область в центральной части соответствует максимально возможной эффективности компрессора. По мере удаления от центра мы будем попадать в области все меньшей и меньшей эффективности пока не упремся либо в предел по Surge слева, либо в предел по производительности справа. Скорость вращения турбины (Maximum Permissible Speed) Линии, обозначенные на карте как "скорость вращения турбины", показывают с какой скоростью будет вращаться вал турбины в этой области. Значения выражаются в оборотах вала за минуту времени. С ростом скорости вращения турбины у нас увеличивается давление и/или расход воздуха через компрессор. Как видно, эти линии начинают сходиться в области границы зоны эффективности и, как уже было сказано выше, за пределами этой области скорость вращения турбины быстро увеличивается за пределы допустимого. График EXHAUST FLOW CHART показывает зависимость между PR и расходом газов через горячую часть турбокомпрессора. Для данного турбокомпрессора GT2860R существует четыре варианта хаузинга (улитки) с разными значениями A/R.
См. так же: |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||
