PARTNERZY PORTALU
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl

Konfiguracje turbodoładowania cz.2

Konfiguracje turbodoładowania cz.2 fot. GS

Autor: Grzegorz Szularz

Dodano: 13-06-2016 09:22

Tagi:

Skomplikowane układy doładowania często określane jako "zmora" porządnych silników. Czy tak rzeczywiście musi być? Okazuje się że niekoniecznie, gdy tylko pozna się ich budowę i zasadę działania. W tej części prezentujemy dwie ostatnie z trzech najpopularniejszych konfiguracji.



W poprzedniej części wyjaśniliśmy o co chodzi z bi- i twinturbo i przeszliśmy do opisu systemu sekwencyjnego doładowania. Pora kontynuować temat i przyjrzeć się dwóm pozostałym systemom, czyli doładowaniu równoległemu i stopniowemu.

Doładowanie równoległe (Bi-turbo)

Skoro zostajemy przy zastosowaniu dwóch turbosprężarek (np. dużej mocy silniki 6-cylindrowe AGCO Sisu Power), a wariant z małą i dużą mamy za sobą to czas na połączenie dwóch o takiej samej wydajności.

Wraz z postępami w inżynierii materiałowej, która umożliwiała konstruowanie coraz to wytrzymalszych siników, rósł apetyt na diesle o większych mocach, a co za tym idzie na znacznie wydajniejsze (większe) turbosprężarki. Cała ta pogoń musiała kiedyś doprowadzić do zmiany koncepcji, miało to miejsce mniej więcej wtedy, gdy obudowa turbosprężarki zaczynała dorównywać kadłubowi silnika, czego efektem było stworzenie konfiguracji równoległej.

Nie był to może szczyt technicznych możliwości, a raczej prosty wybieg, mający uchronić silniki przed stosowaniem turbosprężarek wielkości niemalże samych silników. Poza tym, prościej się po prostu nie dało.

Konstrukcyjnie, takie rozwiązanie polega na zainstalowaniu do doładowanego silnika drugiej, takiej samej, turbosprężarki. W ujęciu praktycznym, było to nieco bardziej skomplikowane bowiem należało tak zestroić obie turbosprężarki, aby ich jednoczesna praca faktycznie zwiększała ilość powietrza, a nie znosiła się w wyniku niedoskonałości jednego z wirników, zużycia czy odległości od silnika.

Najprostszym wariantem tego rozwiązania jest podzielenie doładowania na strony tj. jedna turbosprężarka jest zasilana przez jedną połowę cylindrów a druga przez drugą. W przypadku maszyn roboczych, oczywistym jest, że owo rozwiązanie znajdziemy niemal wyłącznie w największych jednostkach 8,10,12 i o większej liczbie cylindrów.

Drugim sposobem skojarzenia ze sobą dwóch turbosprężarek pracujących równolegle, jest zastosowanie specjalnego zaworu łączącego oba kanały. W praktyce takie rozwiązanie jest rzadko spotykane w maszynach rolniczych, tu o wiele lepiej sprawdzi się prosta turbosprężarka z zaworem upustowym, VGT lub doładowanie sekwencyjne.

W przypadku sześciocylindrowych silników rzędowych (raczej starszych), zastosowanie doładowania równoległego najczęściej wiąże się z nieco bardziej złożoną geometrią układu wylotowego.

Oczywiście w doładowaniu równoległym, można spotkać więcej niż dwie turbosprężarki. Niczym szczególnym nie będą trzy czy nawet cztery turbosprężarki, zwłaszcza gdy mowa o największych sinikach spotykanych chociażby w ładowarkach, wozidłach czy koparkach pracujących w kopalniach odkrywkowych.

Doładowanie stopniowe (Staged-turbo)

Wraz ze wzrostem wymagań dotyczących emisji szkodliwych substancji, konstruktorzy silników muszą dążyć do ciągłego zwiększania sprawności, bo o ile znaczną część tlenków azotu, cząsteczek stałych czy węglowodorów da się usunąć za pomocą systemów oczyszczania spalin, to fizyka nie daje się oszukać i bez zwiększenia sprawności (zmniejszenia zużycia paliwa) nigdy nie otrzymamy mniejszej emisji CO2.

Poza tym, sam fakt mniejszego zużycia paliwa jest fantastycznym atutem każdej maszyny, a więc warto się postarać. Zwłaszcza, że "do szczęścia" potrzeba było więcej (bardziej sprężonego) powietrza i mniej (bardziej starannie rozpylonego) paliwa. To drugie umożliwił system common rail, zaś kwestię powietrza musiała załatwić turbosprężarka.

Spełnienie kryterium większego ciśnienia doładowania wcale nie było łatwe, ani poprzez zwiększenie liczby jednocześnie pracujących turbosprężarek, ani poprzez wysublimowane sposoby podziału na zakresy. Rozwiązanie przyszło gdy połączono obie te konformacje.

Właśnie dlatego doładowanie stopniowe jest wyjątkowe na tle pozostałych dwóch. W tej konfiguracji mamy dwie turbosprężarki, mogące się różnić wydajnością (wielkością) lecz nie jest to koniecznie. Obie pracują jednocześnie ale są ustawione w szeregu, tworząc stopnie.

Patrząc od dolotu, powietrze jest zasysane przez pierwszą turbosprężarkę, sprężane i następnie zasysane przed drugi stopnień czyli drugą turbosprężarkę. Dzięki temu uzyskiwane jest znacznie większe ciśnienie.

Historycznie takie rozwiązanie najpierw znalazło zastosowanie w tłokowych silnikach samolotów oraz spalinowych pociągach jeżdżących w wysokich partiach gór. Natomiast w połączeniu z systemem common rail, umożliwiło zwiększenie wydajności silnika Diesla, zarówno przy dużej jak i małej pojemności.

Obecnie jest to coraz powszechniejsze rozwiązanie z uwagi na rosnące ciśnienie wtrysku oraz rygorystyczne normy emisji spalin, zwłaszcza w przypadku silników o mocy powyżej 170 KM.

Podobał się artykuł? Podziel się!
×

WSZYSTKIE KOMENTARZE (0)

BRAK KOMENTARZY

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 54.81.105.205
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin serwisu

Drodzy Użytkownicy!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych przetwarzamy Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.

Zgłoś swoje propozycje zmian!


Dziękujemy za współpracę!