1. Преглед на бензиновия двигател
Бензиновият двигател е обикновен двигател с вътрешно горене, който генерира енергия чрез изгаряне на бензин за задвижване на превозни средства като автомобили или осигуряване на енергия за друго оборудване. Бензиновите двигатели имат широк спектър от приложения, като принципът им на работа се основава на четиритактов цикъл (всмукване, компресия, работа, изпускане). По време на нормална работа въздухът и бензинът се смесват и запалват в цилиндъра, като по този начин генерират енергия за задвижване на буталото и в крайна сметка преобразуват енергията в механична енергия.
2. Приложение на турбо в бензинови двигатели
(I) Какво е турбокомпресор
Турбокомпресорът е устройство, което може да увеличи количеството на входящия въздух в двигателя. Състои се основно от две части: турбина и компресор. Турбинната част използва енергията на отработените газове, отделена от двигателя, за да задвижва, докато компресорната част компресира въздуха, влизащ в двигателя, така че повече въздух да може да влезе в цилиндъра. Когато повече въздух влезе в цилиндъра, той може да се смеси с повече бензин и да изгори, като по този начин се увеличи изходната мощност на двигателя.
(II) Влиянието на турбокомпресорите върху работата на бензиновия двигател
- Увеличете мощността и въртящия момент:
- При бензиновите двигатели инсталирането на турбокомпресор може значително да увеличи мощността и въртящия момент на двигателя, без да увеличава работния обем на двигателя. Например, някои бензинови двигатели с турбокомпресор с малък работен обем могат да генерират нива на мощност, еквивалентни на двигатели с атмосферно пълнене с голям работен обем. Това подобрява производителността на автомобила при ускорение и възможностите за високоскоростно шофиране.
- Подобряване на икономията на гориво:
- При някои работни условия, бензиновите двигатели с турбокомпресор могат да подобрят икономията на гориво. Тъй като турбокомпресорът може да позволи на двигателя да генерира по-голям въртящ момент при по-ниска скорост, при ежедневно шофиране, двигателят не трябва да поддържа твърде висока скорост, за да отговори на изискванията за мощност, като по този начин намалява разхода на гориво. Въпреки това, при определени условия на пълно натоварване, двигателят с турбокомпресор може да консумира повече гориво, за да изведе повече мощност.
- Намалете емисиите на отработени газове:
- Тъй като бензиновите двигатели с турбокомпресор могат да изгарят гориво по-ефективно, като същевременно увеличават мощността, те могат относително да намалят емисиите на вредни вещества в отработените газове. Например емисиите на замърсители като въглероден окис (CO) и въглеводороди (HC) могат да бъдат намалени. Това помага на автомобилите да отговарят на все по-строгите екологични стандарти за емисии.
III. Ограничения на бензиновите двигатели, оборудвани с турбини
(I) Turbo Lag
- Turbo lag е по-очевиден проблем, пред който са изправени бензиновите двигатели с турбокомпресор. Турбокомпресорът се задвижва от отработените газове на двигателя. Когато оборотите на двигателя са ниски, енергията на отработените газове е недостатъчна и турбокомпресорът не може да работи бързо и ефективно, което води до известно забавяне между натискането на газта и турбото да започне да издава мощност с пълна мощност. Това ще повлияе на отзивчивостта на автомобила при шофиране, особено когато е необходимо бързо ускорение, като изпреварване.
(II) Надеждност и разходи за поддръжка
- Поради суровата работна среда на турбокомпресора, той трябва да издържа на висока температура, високоскоростно въртене и т.н. и неговата надеждност може да е малко по-лоша от тази на двигател с естествено пълнене. Освен това, след като турбокомпресорът се повреди, разходите за поддръжка са относително високи. Освен това, за да се адаптират към работата на турбокомпресора, други компоненти на двигателя като охладителната система и системата за смазване също трябва да бъдат съответно подсилени, което също увеличава сложността и цената на цялата система на двигателя.
IV. Заключение
Бензиновите двигатели могат да бъдат оборудвани с турбокомпресори и тази комбинация носи много предимства, като повишена мощност, въртящ момент, подобрен разход на гориво и намалени емисии на отработени газове. Съществуват обаче и някои ограничения, като турбо забавяне, надеждност и разходи за поддръжка. С непрекъснатото развитие на технологиите тези ограничения постепенно се подобряват, като например чрез приемане на по-модерна технология на турбокомпресора, електронни системи за управление на двигателя и т.н., за да се намали турбо забавянето, да се подобри надеждността на турбокомпресора и да се намалят разходите за поддръжка.
