Jak działa turbosprężarka?
Obroty sprężarki, a tym samym i jej stopień sprężania zależą od ilości gazów napędzających turbinę, która przy małym zapotrzebowaniu na moc jest mała. Dlatego gdy gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na moc silnika (zmiana biegu, wciśnięcie gazu w celu przyspieszenia) pomimo dostarczenia dodatkowego paliwa, przez moment, aż sprężarka zostanie rozpędzona sprężanie sprężarki jest małe, przez co silnik przez moment ma małą moc. Dodatkowo w tym czasie z powodu mniejszej ilości dostarczonego powietrza do cylindrów, układ dostarczający paliwo nie może dostarczyć go tyle co przy statycznym obciążeniu silnika. Efekt mniejszej mocy silnika przy gwałtownym wzroście zapotrzebowania na moc nazywany jest turbodziurą. Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbosprężarki mają mniejszy moment bezwładności wirnika, a dawkowanie paliwa jest dokładniejsze, przez co efekt turbodziury jest mniejszy.
W celu ograniczenia tego zjawiska stosuje się też sterowanie wydajnością turbosprężarki. Możliwe są tu dwa sposoby ? sterowanie ilością spalin przepływających poprzez turbinę lub sterowanie geometrią przepływu.
W pierwszym rozwiązaniu stosuje się zawór obejściowy, który jest sterowany poprzez ciśnienie doładowywania ? gdy ciśnienie wytwarzane przez sprężarkę przekracza ustaloną przez konstruktora silnika wartość, zawór otwiera się i przepuszcza część spalin poza wirnikiem turbiny.
Drugim rozwiązaniem jest umieszczenie łopatek sterujących kątem pod jakim spaliny trafiają na łopatki wirnika. Przy małych prędkościach obrotowych silnika, spaliny uderzają w wirnik pod kątem zbliżonym do prostego i jednocześnie łopatki sterujące wytwarzają rodzaj dyszy przyspieszających przepływ spalin. Ograniczenie ciśnienia doładowania polega na kierowaniu strumienia spalin pod coraz ostrzejszym kątem względem łopatek turbiny przy jednoczesnym poszerzeniu kanału przepływu co powoduje ograniczenie prędkości spalin. Konstrukcyjnie rozwiązuje się to w ten sposób, że wirnik turbiny otacza rodzaj żaluzji kierujących przepływem spalin.
Pierwotnie ciśnienie doładowywania było sterowane czysto mechanicznie, we współczesnych silnikach samochodowych ciśnieniem steruje sterownik silnika, wykorzystując sygnały z czujników ciśnienia i ilości zassanego powietrza. Elementami wykonawczymi sterującymi zaworami lub żaluzjami są siłowniki pneumatyczne (wykorzystujące podciśnienie) sterowane elektrozaworami lub silniki krokowe ? tak jak w silniku 1,2 TSI grupy VW
W sprężarce rośnie temperatura powietrza w wyniku:
wzrostu ciśnienia (zgodnie z równaniem adiabaty),
przepływu ciepła przez elementy konstrukcyjne od gorących spalin do chłodniejszego powietrza.
Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż obniża efekt działania turbosprężarki, oraz zwiększa temperaturę w momencie spalania. Zwiększenie temperatury wpływa niekorzystnie na elementy silnika, obniża sprawność silnika jak i zwiększa wydzielanie tlenków azotu. Aby obniżyć temperaturę sprężonego powietrza stosowany jest wymiennik ciepła zwany intercoolerem lub chłodnicą międzystopniową powietrza.
Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbospr%C4%99%C5%BCarka
Pierwsze pojazdy
Pierwsze pojazdy napędzane parą (1769-1830)
Powóz parowy konstrukcji Richarda Trevithicka stosowany w Londynie z 1802
Lokomotywa Trevithicka
Rakieta Stephensona
Lokomotywa Johna Blenkinsopa z 1812
Pojazd Siegfrieda Marcusa z 1889
Ford Model T z 1911
Jednak pierwszym udokumentowanym pojazdem napędzanym silnikiem cieplnym był parowy wehikuł francuskiego inżyniera wojskowego, Nicolasa-Josepha Cugnot, zbudowany w 1769. Pojazd Cugnot?a przeznaczony do ciągnięcia dział, był napędzany prymitywną, dwucylindrową maszyną parową, która umożliwiała jego ruch z prędkością zaledwie 4 km/h. Dlatego też, pojazd ten nie doczekał się uznania ówczesnych ludzi i szybko odszedł w zapomnienie.
W 1801 angielski inżynier Richard Trevithick reaktywował ideę użycia maszyny parowej do napędzania pojazdu. Udoskonaliwszy maszynę parową, zastosował ją do napędu, ?lokomotywy drogowej? i jako pierwszy w świecie, w 1804 przejechał pomyślnie 150 km, zabierając jednocześnie 12 pasażerów. Parowóz ten nie odniósł jednak sukcesu finansowego, i dlatego też często błędnie podaje się Rakietę George?a i Roberta Stephensonów jako pierwszy parowóz świata. Został on skonstruowany w 1829, właściwie była to udoskonalona wersja parowozów konstruowanych w poprzednich latach (pierwszą linię kolejowa George Stephenson uruchomił już w 1825). W Rakiecie zastosowano wielorurowy kocioł, który znacznie poprawił jej osiągi. Zbudowano ją głównie dla uczestnictwa w konkursie Rainhill Trials, którego zwycięska maszyna miała być używana przez kolej Liverpool ? Manchester. Rakieta zwyciężyła, ponieważ jako jedyna przetrwała wszystkie próby, a jej osiągi odpowiadały organizatorom. 15 września 1830 miał miejsce pierwszy śmiertelny wypadek w historii kolei ? podczas oficjalnego otwarcia linii Liverpool ? Manchester, zginął William Huskisson.
Kalendarium
ok. 4000 p.n.e. ? koło
1740 ? najstarszy znany rysunek parowego działa samobieżnego
1769 ? artyleryjski ciągnik parowy Nicolasa Cugnota
1801 ? parowy trójkołowiec Richarda Trevithicka
1811 ? angielski wynalazca John Blenkinsop wraz Matthew Murrayem opatentował konstrukcję parowozu z kołem zębatym poruszającym się po zębatej szynie biegnącej z boku torów.
1825 ? dyliżans parowy (omnibus) Gurneya w Anglii
1827 ? amerykański pojazd parowy Oshkosh Shomera i Farranda
1834 ? dyliżans parowy Dietza we Francji
1865 ? angielska ustawa Ustawa o czerwonej fladze praktycznie zakazuje używania drogowych pojazdów parowych
1875 ? pierwszy pojazd z silnikiem spalinowym ? Siegfried Marcus, Wiedeń
1888
samochód ze skrzynią biegów ? Carl Benz
Opona pneumatyczna ? John Boyd Dunlop
1894 ? we Francji odbył się pierwszy wyścig samochodowy z serii Grand Prix na 126 km trasie Paryż ? Rouen
1897 ? Stanisław Grodzki uzyskuje pierwsze prawo jazdy wydane w Warszawie na prowadzenie samochodu Peugeot P-9
1904 ? w Warszawie powstają omnibusy z silnikiem
1913 ? taśma produkcyjna ? Henry Ford
1919 ? rozrusznik silnika elektryczny
1925 ? hamulec hydrauliczny
1932 ? automatyczna skrzynia biegów ? F. Kreis, Niemcy
1947 ? opona bezdętkowa
1954 ? silnik Wankla
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_motoryzacji
silnik wysokoprężny
Silnik o zapłonie samoczynnym (znany jako silnik wysokoprężny lub silnik Diesla, ZS) ? silnik cieplny spalinowy tłokowy o spalaniu wewnętrznym, w którym ciśnienie maksymalne czynnika jest znacznie większe niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło energii, ma miejsce zapłon samoczynny1. Do cylindra dostarczane jest powietrze, a kiedy tłok zbliża się do swojego GMP następuje wtrysk paliwa, które następnie spala się po przekroczeniu w komorze spalania temperatury jego zapłonu. Do zainicjowania zapłonu nie są potrzebne tak jak w przypadku silnika o zapłonie iskrowym zewnętrzne źródła ciepła1. Stopień sprężania w silnikach wysokoprężnych mieści się w przedziale 12-251.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_o_zap%C5%82onie_samoczynnym