турбіна електрична

1. Історія електричної турбіни
2. Принцип роботи електротурбіни
3. Плюси і мінуси електричної турбіни

Наши партнеры ArtmMisto

Для більш ефективної роботи Вашого транспортного засобу, автомобільні виробники часто вдаються до систем турбонаддува. Але так чи позитивно новий тип турбокомпресора позначиться на роботі двигуна? Щоб паливний витрата автомобіля став набагато менше, виробники часто використовують одне ключове рішення - скорочення обсягу силового агрегату. Але крім усього іншого, щоб продуктивність таких двигунів залишалася на гідному рівні, зазвичай встановлюють турбокомпресори, які управляються вихлопом і володіють затримкою, що більш відома під терміном «турбо лаг».

Автомобілі з турбонаддувом піддавалися цій проблемі багато років поспіль, що супроводжувалося постійними скаргами і невдоволенням з боку власників. Була знайдена, як здавалося, панацея - одночасна установка двох турбін, що мінімізувала ефект турбо ями. Але це, на жаль, не стало ключовим рішенням.

Історія електричної турбіни

Електрична турбіна після тривалого часу розробок вже готова до масового застосування. Про це першою заявила компанія Controlled Power Technologies (CPT) з Британії. Електричний турбонагнетатель, за їхніми словами, вже готовий до масового виробництва. Керівництво СРТ вже підписало угоду з фірмою Switched Reluctance Drives Limited, що має намір розробляти OEM-модуля, заснованого на цій технологічній базі.

Switched Reluctance Drives займеться серійним виробництвом електричних компресорів. Британські розробники, тим часом вже досягли успіху в створенні реальних електричних компресорів для двигунів внутрішнього згоряння. Турбонагнетатель CPT буде встановлюватися на будь-які двигуни: атмосферні, турбовані дизельні або бензинові.

Компанія Controlled Power Technologies розробляла електричну турбіну протягом майже восьми років, робота над нею почалася ще на початку 21-го століття. Творці електричної турбіни заявляють, що вона може працювати від бортової електромережі напругою в 12 вольт, а її використання позбавить двигун від ефекту турбоями, а також задіє нагнітач навіть в режимі низьких оборотів. Особливість даної технології полягає у використанні регенеративної енергії. Зворотне тиск, що раніше скидалося через обвідний клапан блоу офф при скиданні газу, тепер прямує на обертання лопатями турбіни маховика, що дозволяє виробляти енергію і заряджати акумулятор.

Прототип машини з електричною турбіною розробила німецька компанія AVL List. Електричний нагнітач був адаптований до дволітровому бензиновому двигуну з безпосереднім паливним уприскуванням. Такий силовий агрегат, який був встановлений на Vokswagen Passat, забруднює атмосферу дуже делікатно, якщо так можна висловитися, всього 159 грамів на кожен кілометр шляху, а це на цілих 20 відсотків менше ніж у аналогічного традиційного 2.0 TFSI з такою ж потужністю, і менше, ніж у 170-сильного турбодизеля з таким же об'ємом.

Розробники стверджують, що дана технологія допомагає автомобільним виробникам вкластися у встановлені екологічні норми, які вступили в силу вже в цьому році. Компанія Controlled Power Technologies створила стартер-генератор SpeedStart сушіння, який використовується для роботи системи Start \ Stop, що відключає двигун на короткочасних зупинках, що обов'язково заощадить паливний витрата в умовах руху по місту в пробках.

Але поряд з дослідниками з Британії, німецькі розробники створили доступну ідею, для нагнітання повітря і причому з мінімальними витратами, що стала визнаною у всій Європі. Істотно ефективним способом поліпшення нагнітання повітря в двигуні є міні-турбіна від компанії KAMANN, яка монтується під вхідну систему. Електро турбонагнетатель від KAMANN є мініатюрною турбіною, яка виконує роль електричної системи нагнітання повітря, встановленої в підкапотний простір. Такий монтаж електричної турбіни підвищує крутний момент мотора, в свою чергу сприяючи зниженню паливного витрати. Це покращує якість вихлопних газів, зменшуючи показники вуглекислого газу і пролонгуючи термін функціонування каталізаторів, що покращує загальні швидкісні характеристики автомобіля.

Принцип роботи електротурбіни

Принцип роботи електричної турбіни відрізняється від класичного турбонагнетателя лише за рахунок конструкції осі, яка з'єднує крильчатки у класики. Коли турбокомпресор досягає максимальних обертів, контролер включає електричний двигун в генераторному режимі. За рахунок цього запобігається перевищення пікового числа обертів двигуна. У випадках занадто рідкісного зниження оборотів муфтові з'єднання дозволяють обертати крильчатки незалежно один від одного, в свою чергу знижуючи навантаження на підшипники.

Плюси і мінуси електричної турбіни

Чим більше потужність, тим менше вихлоп

Багато звичайних двигуни внутрішнього згоряння оснащуються турбінами для того, щоб отримати більшу потужність і краще прискорення. Вони витрачають менше палива і отже забруднюють атмосферу вихлопними газами також набагато менше в порівнянні з аналогічними агрегатами без компресора і нагнітача. Все, звичайно ж, це справляє незабутнє враження в теоретичному плані, але практика показує інші результати. Великий крутний момент найчастіше знаходиться лише у вузькому діапазоні числа обертів двигуна. Найчастіше у деяких турбо-дизелів можна спостерігати поганий показник прискорення, в моменти зміни положення педалі акселератора мотору потрібно деякий час для збільшення потужності для необхідного прискорення. Це явище вже згадувалося в даній статті як турбо-яма ».

Економія і швидкий відгук

Провівши аналіз ринку сучасних автомобілів, компанія KAMANN стверджує, що до 2020 року частка автомобілів, які будуть оснащуватися електричними турбінами, становитиме 50-60% від загальної кількості зійшли з конвеєра автомобілів. Ними також був розроблений прилад, який допомагає швидше реагувати на зміну педалі акселератора і в той же час залишатися економічним. Ці вимоги дуже складно реалізувати в двигуні зі звичайною системою турбонаддува. Така Турбосістеми ефективна тільки в межах певного діапазону оборотів мотора.

Незаперечна перевага електричних турбін в ефективному нагнітанні повітря у всьому діапазоні оборотів мотора автомобіля, навіть в момент запуску двигуна, адже нагнітається повітря вже знаходиться у впускному колекторі. У момент нагнітання повітря, коли двигун запускається, електрична турбіна миттєво відгукується на натискання акселератора навіть при маленькій швидкості. Навіть нагнітаючи повітря в момент перемикання швидкостей, Ви безперервно будете отримувати додаткову енергію для того щоб рухатися і прискорюватися.

Турбо нагнітач, як доповнення Турбосістеми

Ефективна робота більшості турбін починається тільки понад 3000 оборотів в хвилину, а це означає, що крутний момент нижче цієї цифри вже не збільшується, що не надає Вашому автомобілю динамічності, а двигуну потужності. Тому класичні турбіни відходять далеко в минуле. Установка електричної турбіни дозволяє двигуну вже при 1200 оборотів в хвилину відразу після натискання педалі газу, отримувати більше чистого повітря, не витрачаючи при цьому необхідну енергію. У цей момент «номи» підскакують на 12% в порівнянні з класикою!

Збільшення потужності одно економія

Головною перевагою установки електричної турбіни є надання двигуну безперервного крутного моменту і набагато швидкого прискорення автомобіля. Kamann Autosport порівняли автомобілі з бензиновим мотором об'ємом 1,4 з встановленою електричною турбіною і аналогічним автомобілем але з об'ємом 1,6 і без турбіни. Результат був наступним: обидва автомобілі видали приблизно однакову потужність і крутний момент при тому ж самому паливному витраті. Отже ці два двигуни однаково потужні, але перший споживає на 10% менше палива! А це означає, що разом із збільшеною потужністю паливний витрата зовсім не збільшиться!

Електрична турбіна обділена усіма недоліками звичайної турбіни, а розмір її набагато менше. Крім очевидних переваг, звичайно, присутні і недоліки. Модуль електротурбіни в залежності від виробника досить ненажерливий, що вимагає монтажу додаткового обладнання.