Инженерное объяснение: 6 различных типов турбокомпрессоров и преимущества каждой установки

Инженерное объяснение: 6 различных типов турбокомпрессоров и преимущества каждой установки

В чем разница между одинарным, двойным, двойным спиральным, изменяемой геометрией или даже электрическим турбокомпрессором? Каковы преимущества каждой установки?

Мир турбонаддува примерно так же разнообразен, как и схемы двигателей. Давайте посмотрим на разные стили:

  1. Сингл-Турбо
  2. Twin Turbo
  3. Твин-скролл Турбо
  4. Турбо с изменяемой геометрией
  5. Переменная Twin Scroll Turbo
  6. Электрический Турбо

1. Сингл-турбо

Одни только турбонагнетатели имеют безграничную изменчивость. Различный размер колеса компрессора и турбины приведет к совершенно разным характеристикам крутящего момента. Большие турбины обеспечат высокую мощность на высоких оборотах, но меньшие турбины обеспечат лучшее рычание на низких оборотах, поскольку они вращаются быстрее. Существуют также одинарные турбины на шарикоподшипниках и опорных подшипниках. Шариковые подшипники обеспечивают меньшее трение для вращения компрессора и турбины, поэтому они быстрее раскручиваются (при увеличении стоимости).

преимущества

  • Экономичный способ увеличения мощности и эффективности двигателя.
  • Простой, вообще самый простой в установке вариант турбонаддува.
  • Позволяет использовать меньшие двигатели для производства той же мощности, что и более крупные безнаддувные двигатели, которые часто могут уменьшить вес.

Недостатки бонуса без депозита

  • Одиночные турбины, как правило, имеют довольно узкий эффективный диапазон оборотов. Это делает выбор размера проблемой, так как вам придется выбирать между хорошим крутящим моментом на низких оборотах или лучшей мощностью на высоких.
  • Реакция Turbo может быть не такой быстрой, как альтернативные настройки Turbo.

2. Твин-турбо

Как и в случае с одинарными турбонагнетателями, при использовании двух турбонагнетателей существует множество вариантов. У вас может быть один турбокомпрессор для каждого ряда цилиндров (V6, V8 и т. д.). В качестве альтернативы можно использовать один турбонагнетатель для низких оборотов и использовать байпас для более крупного турбонагнетателя для высоких оборотов (I4, I6 и т. д.). У вас может быть даже две турбины одинакового размера, одна из которых работает на низких оборотах, а обе — на более высоких. На BMW X5 M и X6 M используются турбины с двойной спиралью, по одной с каждой стороны V8.

Читайте также:
ГЛАВА 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРЕНАЖА

преимущества

  • Для параллельных двойных турбонаддувов на V-образных двигателях преимущества (и недостатки) очень похожи на установки с одинарным турбонаддувом.
  • Для последовательных турбонаддувов или использования одного турбонагнетателя на низких оборотах и ​​обоих на высоких оборотах это позволяет получить гораздо более широкую и пологую кривую крутящего момента. Лучший крутящий момент на низких оборотах, но мощность не будет уменьшаться на высоких оборотах, как с небольшим одинарным турбонаддувом.

Недостатки бонуса без депозита

  • Стоимость и сложность, так как вы почти удваиваете турбокомпоненты.
  • Существуют более легкие и эффективные способы достижения аналогичных результатов (как описано ниже).

3. Турбо с двойной прокруткой

Турбокомпрессоры с двойной спиралью почти во всех отношениях лучше, чем турбины с одной спиралью. При использовании двух спиралей импульсы выхлопа разделяются. Например, на четырехцилиндровых двигателях (порядок зажигания 1-3-4-2) цилиндры 1 и 4 могут питаться от одной спирали турбокомпрессора, а цилиндры 2 и 3 – от отдельной спирали. Почему это выгодно? Допустим, цилиндр 1 заканчивает свой рабочий ход, когда поршень приближается к нижней мертвой точке, и выпускной клапан начинает открываться. Пока это происходит, цилиндр 2 завершает такт выпуска, закрывая выпускной клапан и открывая впускной клапан, но происходит некоторое перекрытие. В традиционном турбоколлекторе с одной спиралью давление выхлопных газов из цилиндра 1 будет мешать цилиндру 2 втягивать свежий воздух, поскольку оба выпускных клапана временно открыты, уменьшая давление, достигающее турбонагнетателя, и влияя на то, сколько воздуха втягивает цилиндр 2. Разделив свитки, эта проблема устраняется.

преимущества

  • Больше энергии отправляется на выхлопную турбину, а значит, больше мощности.
  • Возможен более широкий диапазон оборотов эффективного наддува, основанный на различных конструкциях спирали.
  • Возможно большее перекрытие клапанов без ущерба для продувки выхлопных газов, что означает большую гибкость настройки.

Недостатки бонуса без депозита

  • Требуется особая компоновка двигателя и конструкция выхлопа (например: I4 и V8, где 2 цилиндра могут подаваться на каждую спираль турбонаддува через равные промежутки времени).
  • Стоимость и сложность по сравнению с традиционными одинарными турбинами.

4. Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT)

Возможно, одна из самых исключительных форм турбонаддува, VGT ограничена в производстве (хотя довольно распространена в дизельных двигателях) из-за стоимости и требований к экзотическим материалам. Внутренние лопасти внутри турбонагнетателя изменяют отношение площади к радиусу (A/R) в соответствии с частотой вращения. При низких оборотах низкое отношение A/R используется для увеличения скорости выхлопных газов и быстрого запуска турбонагнетателя. По мере увеличения оборотов соотношение A/R увеличивается, чтобы увеличить поток воздуха. Результатом является низкая турбо-задержка, низкий порог наддува и широкий и плавный диапазон крутящего момента.

Читайте также:
Ваше полное руководство по электрическим воротам для контроля доступа | Компания Тайметал.

преимущества

  • Широкая, плоская кривая крутящего момента. Эффективный турбонаддув в очень широком диапазоне оборотов.
  • Требуется всего один турбонаддув, что упрощает установку последовательного турбонаддува в нечто более компактное.

Недостатки бонуса без депозита

  • Обычно используется только в дизельных двигателях, где количество выхлопных газов меньше, поэтому лопасти не повреждаются под воздействием тепла.
  • Что касается бензиновых двигателей, их стоимость обычно не позволяет использовать их, поскольку для обеспечения надежности необходимо использовать экзотические металлы. Эта технология использовалась на Porsche 997, хотя существует очень мало бензиновых двигателей VGT из-за связанных с этим затрат.

5. Регулируемый турбокомпрессор Twin-Scroll

Может быть, это решение, которого мы ждали? Во время посещения SEMA 2015 я остановился на стенде BorgWarner, чтобы ознакомиться с последними достижениями в области турбонаддува, среди концепций которого находится регулируемый турбонаддув с двойной спиралью, как описано в видео выше.

преимущества

  • Значительно дешевле (теоретически), чем VGT, что делает возможным использование бензинового турбонаддува.
  • Обеспечивает широкую и плоскую кривую крутящего момента.
  • Более прочная конструкция по сравнению с VGT, в зависимости от выбора материала.

Недостатки бонуса без депозита

  • Стоимость и сложность по сравнению с использованием одинарной турбонаддува или традиционной двойной прокрутки.
  • С этой технологией уже экспериментировали (например, с быстродействующим золотниковым клапаном), но, похоже, она не прижилась в мире производства. Вероятно, есть дополнительные проблемы с технологией.

6. Электрические турбокомпрессоры

Добавление мощного электродвигателя устраняет почти все недостатки турбокомпрессора. Турбо лаг? Прошло. Не хватает выхлопных газов? Без проблем. Турбо не может создавать крутящий момент на низких оборотах? Теперь это возможно! Возможно, следующий этап современного турбонаддува, есть и несомненные недостатки электрического тракта.

Конденсационные и неконденсационные котлы

конденсационный и неконденсационный котел

В чем разница между конденсационными и неконденсаторными котлами?

И конденсационные, и неконденсационные котлы сжигают топливо, такое как газ, но главное отличие заключается в том, что энергоэффективность конденсационных котлов ниже. до 99% эффективности в то время как неконденсационные котлы имеют КПД только до 78%.

Это означает, что, как домовладелец в Великобритании, конденсационные котлы помогут вам сэкономить до 310 фунтов стерлингов в год на счетах за газ в то же время уменьшая ваши домашние выбросы.

Читайте также:
Как избавиться от мышей | Популярная наука

Если вы хотите заменить свой старый котел и планируете перейти на другую модель, вы должны знать, что в соответствии с законодательством Великобритании требуется установка конденсационных котлов при замене существующих.

С 2005 года правительство Великобритании ввело ряд правил по конденсационным котлам для сокращения выбросов углерода. В правилах указано, что это В Великобритании запрещено устанавливать неконденсационные котлы. (если вам не предоставлено специальное освобождение).

Поэтому все новые котлы, установленные в жилых домах в Великобритании, должны быть высокоэффективные конденсационные котлы. В апреле 2018 года в эти правила были внесены дополнительные изменения. В нем говорилось, что все новые котлы в Великобритании также должны иметь рейтинг энергоэффективности не ниже 92%.

Средний срок службы котла составляет около 10-15 лет. Итак, если ваш котел был установлен до 2005 года, есть вероятность, что у вас все еще стоит неконденсационный котел. Если это так, то, безусловно, пора перейти на более эффективный конденсационный котел, потому что вы можете потеря 300 фунтов стерлингов в год.

При покупке конденсационного котла легко растеряться, потому что есть много разных установщиков с разными ценами. Лучшая стратегия для получения наилучшего предложения по котлам на рынке — сравнить котировки котлов.

Если вы готовы начать, мы можем помочь вам получить до 4 бесплатных предложений для установщиков рядом с вами.
Просто выберите свой регион.

Котировки котлов в Англии

Котировки котлов в Шотландии

Котировки котлов в Уэльсе

Котировки котлов в Северной Ирландии

Различия между конденсационными и неконденсационными котлами

Конденсационные котлы Неконденсационные котлы
Теплообменник Один (или несколько) более крупных теплообменников Одна камера сгорания и один теплообменник
Температура горения продуктов 50 – 60 ° C 120 – 180 ° C
Рециркуляция газа Выхлопной газ рециркулируется через конденсационный теплообменник. Дымовые газы уходят в дымоход и 30% тепла теряется
Углеродный след (в год) 5.2 тонны CO2 7.95 тонны CO2
Эффективность затрат Более высокая начальная стоимость, но
рентабельность в долгосрочной перспективе
Меньшая начальная стоимость, но очень дорогая вентиляция
Энергоэффективность До 99% До 78%

Узнайте больше в нашем руководстве

  • В чем разница между конденсационными и неконденсаторными котлами?
  • Каковы преимущества конденсационных котлов?
  • Каковы недостатки конденсационных котлов?
  • Как выбрать конденсационный котел, который подходит вам лучше всего?
Читайте также:
Глянцевые полы, Глянцевые напольные покрытия - Все производители в области архитектуры и дизайна

Каковы преимущества конденсационных котлов?

Использование конденсационных котлов имеет много преимуществ, которые делают их лучшей альтернативой неконденсационным котлам. Наиболее важными плюсами являются:

    • Повышенная энергоэффективность
    • Меньший углеродный след
    • Безопаснее для вашего дома

    Повышенная энергоэффективность

    Основная причина, по которой конденсационные котлы лучше неконденсационных моделей, заключается в их повышенной энергоэффективности. До появления конденсационных котлов до 30% тепла котла было потрачено впустую потому что он вышел прямо из дымохода.

    Конденсационные котлы могут достигать более высокого уровня эффективности, поскольку они используют систему рекуперации тепла дымовых газов, которая рециркулирует отработанное тепло дымовых газов для предварительного нагрева холодной воды, поступающей в котел.

    В то время как более новые неконденсационные котлы могут достигать КПД до 78% (что представляет собой процент тепла, которое фактически можно использовать), старые обычно не достигают КПД более 55-65%. С другой стороны, конденсационные котлы могут достигать до КПД 90-99%.

    Если ваш старый неконденсационный котел имеет КПД 55%, это означает, что на каждый фунт стерлингов, который вы тратите на энергию, тратится не менее 1 пенсов.. Так что, если у вас есть новый конденсационный котел, вы теряете всего около 10 пенсов за каждый потраченный фунт. По данным Energy Saving Trust, более высокая эффективность конденсационных котлов приводит к экономии до 310 фунтов стерлингов в год.​

    Таблица эффективности конденсационных котлов

    Меньший углеродный след

    С 2005 года стало обязательным устанавливать конденсационные котлы, если ваш старый котел нуждается в замене. Конденсационные котлы значительно сокращают выбросы углерода, и вы можете сэкономить до 1,200 кг углерода в год, установив их у себя дома. Конденсационные котлы могут помочь вам значительно снизить расходы на топливо и уменьшить углеродный след, что делает их отличной альтернативной системой отопления, если вы не готовы вкладывать средства в тепловой насос.

    Это дает возможность конденсационным котлам участвовать в схемах грантов, чтобы помочь вам покрыть расходы на установку. Хотя вы больше не можете подавать заявки на «Зеленую сделку», вы можете подать заявку на получение грантов до 5,000 фунтов стерлингов по программе модернизации котлов.

    Безопаснее для вашего дома

    Современные конденсационные котлы идеально герметизированы для теплоизоляции и захватывают воздух непосредственно снаружи помещения, в котором они расположены, и выпускают его наружу через дымоход. Благодаря этому методу отсутствует риск контакта с какими-либо ядовитыми веществами из-за дренажной системы через трубу.

    Кроме того, конденсационные котлы оснащены предохранительными устройствами, такими как предохранительные клапаны и термостаты, которые автоматически отключаются при обнаружении неисправности. Старые неконденсационные котлы не оснащены этими функциями безопасности, поскольку они забирают воздух из помещения, в котором находятся.

    Каковы недостатки конденсационных котлов?

    Есть некоторые недостатки, связанные с конденсационными котлами, которые следует учитывать, однако общепризнано, что преимущества энергоэффективности перевешивают недостатки. Тем не менее, важно знать об этих недостатках.

    Более сложные системы

    Конденсационные котлы имеют более сложные внутренние системы, которые помогают им работать более эффективно. Однако это также означает, что у них больше возможностей для сбоев. Например, уникальной проблемой конденсационного котла является замерзание или засорение внешней трубы для конденсата в очень холодную погоду.

    Более того, конденсационные котлы могут начать подвергаться коррозии из-за кислотного конденсата, если их не обслуживать должным образом. Тем не менее, из-за повышения эффективности конденсационные котлы по-прежнему стоят того.

    Дороже в обслуживании

    Опять же, из-за большей технической сложности конденсационных котлов их обслуживание может быть более дорогим. Котлы без конденсации, как правило, дешевле ремонтировать, и это может сэкономить вам деньги в краткосрочной перспективе. Однако, поскольку конденсационные котлы имеют более длительный срок службы и большую эффективность использования топлива, они могут сэкономить вам больше денег. Поэтому, несмотря на то, что цены на конденсационные котлы выше, они в конечном итоге являются наиболее выгодным выбором для вашего дома в долгосрочной перспективе.

    Если ваш старый неконденсационный котел все еще работает с полной эффективностью, мы рекомендуем сохранить ваш котел, потому что это наиболее выгодно для вас. Но переход на конденсационный котел целесообразен, когда уровень эффективности падает, и продолжать обслуживать старую модель становится нерентабельно.

    Долгосрочная эффективность конденсационных котлов

    Как выбрать конденсационный котел, который подходит вам лучше всего?

    Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при переходе на новую систему кипячения. Например, при поиске котла для дома необходимо учитывать некоторые факторы, в том числе размер дома, тип котла, стоимость, выходную мощность и тип топлива.

    Чтобы облегчить вам выбор, эксперты GreenMatch собрали для вас информацию о производителях котлов и типах котлов (электрокомбинированные, газовые, жидкотопливные, древесные пеллеты и т. д.), доступных в Великобритании.

    Ваш дом и существующая система отопления делают вашу ситуацию уникальной, поэтому тип и размер вашего нового конденсационного котла может изменить стоимость в зависимости от производителя. Если вам нужна индивидуальная информация для вашей индивидуальной ситуации, вы можете сравнить до 4 предложений, чтобы помочь вам найти установщика котлов, который соответствует вашим потребностям. Это бесплатно и без обязательств.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: