Turbo dla turbo

Turbo dla turbo

Stale obniżające się limity emisji i rosnąca konkurencja ze strony alternatywnych układów napędowych zachęcają twórców silników spalinowych do osiągania najwyższych osiągów. Dzięki turbodoładowaniu masz pod ręką sprawdzony przepis na uzyskanie większej mocy przy mniejszym zużyciu paliwa i emisji zanieczyszczeń z silników benzynowych lub wysokoprężnych. „Konstrukcja takiego układu ładowania prowadzi do konfliktu celów na etapie rozwoju” – wyjaśnia Walter Müllberger, który wraz ze swoim bratem Manfredem prowadzi firmę Turbo Twins w Vienna-Simmering, która od 1993 r. specjalizuje się w handlu i naprawie turbosprężarek wszystkich marek. „Do nominalnego punktu mocy potrzebna jest stosunkowo duża turbosprężarka na spaliny” – mówi Müllberger. Jednak potrzeba bardzo wysokiego ciśnienia doładowania nawet przy niskich prędkościach obrotowych silnika oznacza, że ​​turbina i sprężarka muszą być znacznie mniejsze. „W idealnym przypadku potrzebna byłaby kombinacja obu” – wyjaśnia ekspert ds. turbo.

„Dwustopniowe regulowane ładowanie umożliwia ciągłe dostosowywanie po stronie turbiny i sprężarki do wymagań pracy silnika.”WALTER MÜLLBERGER, TURBO BLIŹNIAKI

IDEALNY PROJEKT TURBO

Aby rozwiązać ten konflikt celów, BorgWarner Turbo Systems opracował obecnie dwustopniowe regulowane turbodoładowanie „R2S”. Łączy to oba wymienione wymagania i dlatego odpowiada idealnej konstrukcji turbosprężarki. System zapewnia bezstopniową regulację strony turbiny i sprężarki dla każdego punktu pracy silnika. Wniosek: Dzięki temu nowo opracowanemu procesowi ładowania można opracować nowe generacje silników spalinowych, które spełnią najsurowsze wymagania w zakresie dostarczania mocy, zużycia paliwa i przyjazności dla środowiska. Technologia w szczegółach: Dwustopniowe regulowane ładowanie R2S to połączenie szeregowe dwóch turbosprężarek różnej wielkości z tzw. sterowaniem obejściowym. Masowy strumień spalin wychodzący z cylindrów wpływa najpierw do rury zbierającej spaliny. Stąd można albo rozszerzyć cały strumień masowy spalin przez turbinę wysokociśnieniową (HP), albo przekierować częściowy strumień masowy przez przewód obejściowy do turbiny niskiego ciśnienia (LP). Cały przepływ masowy gazów spalinowych jest następnie ponownie wykorzystywany przez znajdującą się za nim turbinę niskociśnieniową (LP). Cały przepływ masowy świeżego powietrza jest najpierw wstępnie sprężany w fazie niskociśnieniowej. Następnie w fazie wysokiego ciśnienia następuje dalsze sprężanie i chłodzenie międzystopniowe. Stosunkowo mała sprężarka HP, dzięki wstępnemu sprężaniu, pracuje na wyższym ciśnieniu, dzięki czemu może osiągnąć wymagany przepływ masowy powietrza.

KOMPAKTOWY SYSTEM ŁADOWANIA

Podczas jazdy, przy niskich obrotach silnika, czyli małych przepływach masowych spalin, obejście pozostaje całkowicie zamknięte, a cały masowy przepływ spalin rozpręża się poprzez turbinę HP. Powoduje to bardzo szybki i wysoki wzrost ciśnienia doładowania. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika praca rozprężna jest w sposób ciągły przenoszona na turbinę LP poprzez odpowiednie zwiększenie przekroju obejścia. „Dwustopniowe regulowane ładowanie umożliwia ciągłe dostosowywanie po stronie turbiny i sprężarki do wymagań pracy silnika” – wyjaśnia Walter Müllberger. Układ sterowany jest za pomocą siłowników pneumatycznych działających na klapy obejściowe, takich jak te stosowane przy produkcji na dużą skalę turbosprężarek z klapami wastegate. Dzięki zastosowaniu sprawdzonych komponentów kompaktowy układ ładowania spełnia najwyższe wymagania dotyczące momentu obrotowego, reakcji, zachowania układu wydechowego i wydajności. Nowy system ładowania Borg-Warner R2S można instalować zarówno w samochodach osobowych, jak i pojazdach użytkowych. W pojazdach o większej pojemności zamiast skrzynki sterującej podciśnieniem do sterowania obejściem spalin stosuje się elektryczną jednostkę sterującą.