{"id":253399,"date":"2022-07-30T17:55:00","date_gmt":"2022-07-30T14:55:00","guid":{"rendered":"https:\/\/auto.inform.click\/?p=253399"},"modified":"2022-04-17T03:00:17","modified_gmt":"2022-04-17T00:00:17","slug":"muutuva-geomeetriaga-turbiin-toeoepohimote-seade-remont","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/auto.inform.click\/et\/muutuva-geomeetriaga-turbiin-toeoepohimote-seade-remont\/","title":{"rendered":"Muutuva geomeetriaga turbiin: t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te, seade, remont"},"content":{"rendered":"

Sisep\u00f5lemismootor<\/a>ite turbiinide arendamisega p\u00fc\u00fcavad tootjad parandada nende koosk\u00f5la mootoritega ja t\u00f5husus<\/a>t. Tehniliselt k\u00f5ige arenenum seerialahendus on sisselaskeava geomeetria<\/a> muutmine. Lisaks k\u00e4sitletakse muutuva geomeetriaga turbiinide konstruktsiooni, t\u00f6\u00f6<\/a>p\u00f5him\u00f5tet ja hooldusfunktsioone.<\/p>\n

\u00dcldised omadused<\/a><\/h2>\n

Vaatlusalused turbiinid erinevad tavalistest oma v\u00f5ime poolest kohaneda mootori t\u00f6\u00f6re\u017eiimiga, muutes A \/ R suhet, mis m\u00e4\u00e4rab l\u00e4bilaskev\u00f5ime. See on korpuste geomeetriline omadus, mida esindab kanali ristl\u00f5ikepindala ja selle sektsiooni raskuskeskme ja turbiini kesktelje vaheline kaugus.<\/p>\n

Muutuva geomeetriaga turbo\u00fclelaadurite asjakohasus on tingitud asjaolust, et suure ja v\u00e4ikese kiiruse korral erinevad selle parameetri optimaalsed v\u00e4\u00e4rtused oluliselt. Nii et v\u00e4ikese A\/R v\u00e4\u00e4rtuse juures on voolul suur kiirus, mille tulemusena turbiin p\u00f6\u00f6rleb kiiresti \u00fcles, kuid maksimaalne l\u00e4bilaskev\u00f5ime on madal. Selle parameetri suured v\u00e4\u00e4rtused m\u00e4\u00e4ravad vastupidi suure l\u00e4bilaskev\u00f5ime ja v\u00e4ikese heitgaasi kiiruse.<\/p>\n

Seega, kui A\/R on liiga k\u00f5rge, ei suuda turbiin madalatel p\u00f6\u00f6retel r\u00f5hku tekitada ja kui see on liiga madal, siis l\u00e4mmatab mootori \u00fclaosas (v\u00e4ljalaskekollektori vastur\u00f5hu t\u00f5ttu, j\u00f5udlus langeb). Seet\u00f5ttu valitakse fikseeritud geomeetriaga turbo\u00fclelaaduritel keskmine A \/ R v\u00e4\u00e4rtus, mis v\u00f5imaldab sellel t\u00f6\u00f6tada kogu kiirusvahemikus, samas kui muutuva geomeetriaga turbiinide t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te<\/a> p\u00f5hineb selle optimaalse v\u00e4\u00e4rtuse s\u00e4ilitamisel. Seet\u00f5ttu on sellised madala v\u00f5imendusl\u00e4ve ja minimaalse viivitusega valik<\/a>ud suurel kiirusel v\u00e4ga t\u00f5husad.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Lisaks p\u00f5hinimetusele (muutuva geomeetriaga turbiinid (VGT, VTG)) on need variandid tuntud muutuva d\u00fc\u00fcsi (VNT), muutuva tiiviku (VVT), muutuva ala turbiinid\u00fc\u00fcsi (VATN) mudelitena.<\/p>\n

Muutuva geomeetriaga turbiini t\u00f6\u00f6tas v\u00e4lja Garrett. Lisaks sellele tegelevad selliste osade vabastamisega ka teised tootjad, sealhulgas MHI ja BorgWarner. Libisemisr\u00f5ngaste variantide peamine tootja on Cummins Turbo Technologies.<\/p>\n

Vaatamata muutuva geomeetriaga turbiinide kasutamisele peamiselt diiselmootoritel, on need v\u00e4ga levinud ja koguvad populaarsust. Eeldatakse, et aastal 2020<\/a> h\u00f5ivavad sellised mudelid \u00fcle 63% \u00fclemaailmsest turbiiniturust. Selle tehnoloogia<\/a> kasutusala laienemine ja selle areng on eelk\u00f5ige tingitud keskkonnanormide karmistamisest.<\/p>\n

Disain<\/a><\/h2>\n

Muutuva geomeetriaga turbiini seade erineb tavalistest mudelitest t\u00e4iendava mehhanismi olemasoluga turbiini korpuse sisselaskeosas. Selle kujundamiseks on mitu v\u00f5imalust.<\/p>\n

K\u00f5ige tavalisem t\u00fc\u00fcp on liuglaba r\u00f5ngas. Seda seadet kujutab r\u00f5ngas, millel on hulk j\u00e4igalt fikseeritud labasid, mis paiknevad \u00fcmber rootori ja liiguvad fikseeritud plaadi suhtes. Liugmehhanismi eesm\u00e4rk on kitsendada\/laiendada gaasivoolu l\u00e4bip\u00e4\u00e4su.<\/p>\n

Kuna labar\u00f5ngas libiseb aksiaalsuunas, on see mehhanism v\u00e4ga kompaktne ja n\u00f5rkade kohtade minimaalne arv tagab tugevuse. See valik sobib suurtele mootoritele, seega kasutatakse seda peamiselt veoautod<\/a>el ja bussidel. Seda iseloomustab lihtsus, k\u00f5rge j\u00f5udlus<\/a> “p\u00f5hjas”, t\u00f6\u00f6kindlus.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Teine v\u00f5imalus eeldab ka teraga r\u00f5nga olemasolu. Kuid sel juhul on see j\u00e4igalt fikseeritud tasasele plaadile ja terad on kinnitatud tihvtidele, mis tagavad nende p\u00f6\u00f6rlemise aksiaalsuunas, selle teisel k\u00fcljel. Seega muudetakse labade abil turbiini geomeetriat. See valik on k\u00f5ige t\u00f5husam.<\/p>\n

Liikuvate osade arvukuse t\u00f5ttu on see disain<\/a> aga v\u00e4hem usaldusv\u00e4\u00e4rne, eriti k\u00f5rge temperatuuri tingimustes. M\u00e4rgitud probleemid on tingitud metallosade h\u00f5\u00f5rdumisest, mis kuumutamisel laienevad.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Teine v\u00f5imalus on liikuv sein. See sarnaneb paljuski libisemisr\u00f5nga tehnoloogiaga, kuid sel juhul on fikseeritud terad paigaldatud staatilisele plaadile, mitte libisemisr\u00f5ngale.<\/p>\n

Muutuva pindalaga turbo\u00fclelaadur (VAT) sisaldab labasid, mis p\u00f6\u00f6rlevad \u00fcmber kinnituspunkti. Erinevalt p\u00f6\u00f6rlevate labadega skeemist paigaldatakse need mitte piki r\u00f5nga \u00fcmberm\u00f5\u00f5tu, vaid j\u00e4rjest. Kuna see valik n\u00f5uab keerukat ja kallist mehaanilist s\u00fcsteemi, on v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tatud lihtsustatud versioonid.<\/p>\n

\u00dcks neist on Aisin Seiki Variable Flow Turbocharger (VFT). Turbiini korpus on fikseeritud labaga jagatud kaheks kanaliks ja varustatud siibriga, mis jaotab voolu nende vahel. Rootori \u00fcmber on paigaldatud veel m\u00f5ned fikseeritud labad. Need tagavad s\u00e4ilimise ja voolu \u00fchendamise.<\/p>\n

Teine variant, mida nimetatakse Switchblade skeemiks, on k\u00e4ibemaksule l\u00e4hemal, kuid labade rea asemel kasutatakse \u00fchte tera, mis p\u00f6\u00f6rleb samuti \u00fcmber paigalduskoha. Selliseid konstruktsioone on kahte t\u00fc\u00fcpi. \u00dcks neist h\u00f5lmab tera paigaldamist keha keskossa. Teisel juhul on see kanali keskel ja jagab selle kaheks sektsiooniks, nagu VFT tera.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Muutuva geomeetriaga turbiini juhtimiseks kasutatakse ajamid: elektrilisi, h\u00fcdraulilisi, pneumaatilisi. Turbo\u00fclelaadurit juhib mootori juhtseade (ECU, ECU).<\/p>\n

Tuleb m\u00e4rkida, et sellised turbiinid ei vaja m\u00f6\u00f6davooluklappi, sest t\u00e4nu t\u00e4psele juhtimisele on v\u00f5imalik heitgaaside voolu mitte-dekompressiooniliselt pidurdada ja \u00fclej\u00e4\u00e4k l\u00e4bi turbiini juhtida.<\/p>\n

T\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te<\/h2>\n

Muutuva geomeetriaga turbiinid s\u00e4ilitavad optimaalse A\/R ja keerise nurga, muutes sisselaskeava ristl\u00f5ike pindala. See p\u00f5hineb asjaolul, et heitgaasi voolu kiirus on p\u00f6\u00f6rdv\u00f5rdeline kanali laiusega. Seet\u00f5ttu v\u00e4heneb kiireks reklaamimiseks “p\u00f5hjades” sisendosa ristl\u00f5ige. Kiiruse suurendamisega voolu suurendamiseks laieneb see j\u00e4rk-j\u00e4rgult.<\/p>\n

Geomeetria muutmise mehhanism<\/h2>\n

Selle protsessi rakendamise mehhanismi m\u00e4\u00e4rab disain. P\u00f6\u00f6rlevate labadega mudelites saavutatakse see nende asendi muutmisega: kitsa l\u00f5igu tagamiseks on labad radiaalsete joontega risti ning kanali laiendamiseks liiguvad need astmelisse asendisse.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Liugr\u00f5nga ja liikuva seinaga turbiinide puhul toimub r\u00f5nga aksiaalne liikumine, mis muudab ka kanali ristl\u00f5iget.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

VFT t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te p\u00f5hineb voolu eraldamisel. Selle kiirendamine madalatel kiirustel toimub kanali v\u00e4lissektsiooni sulgemisega siibriga, mille tulemusena l\u00e4hevad gaasid rootorile v\u00f5imalikult l\u00fchikesel teel<\/a>. Koormuse suurenedes t\u00f5useb siiber, et v\u00f5imaldada voolu l\u00e4bi m\u00f5lema sektsiooni mahutavuse suurendamiseks.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

VAT ja Switchblade mudelite puhul toimub geomeetria muutmine laba keeramise teel: madalatel p\u00f6\u00f6retel see t\u00f5useb, voolu kiirendamiseks l\u00e4bip\u00e4\u00e4su kitsendades ning suurel kiirusel k\u00fclgneb turbiinirattaga, laiendades l\u00e4bilaskev\u00f5imet. Teist t\u00fc\u00fcpi l\u00fclitilaba turbiine iseloomustab labade vastupidine j\u00e4rjestus.<\/p>\n

Niisiis, “p\u00f5hjades” k\u00fclgneb see rootoriga, mille tulemusena l\u00e4heb vool ainult m\u00f6\u00f6da korpuse v\u00e4lisseina. Kiiruse kasvades tera t\u00f5useb, avades l\u00e4bip\u00e4\u00e4su suurendamiseks tiiviku \u00fcmber l\u00e4bip\u00e4\u00e4su.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Ajami\u00fcksus<\/h2>\n

Ajamitest on levinumad pneumaatilised variandid, kus mehhanismi juhib silindri sees \u00f5hku liigutav kolb.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Labade asendit juhib diafragma ajam, mis on vardaga \u00fchendatud labade juhtr\u00f5ngaga, nii et k\u00f5ri saab pidevalt muutuda. T\u00e4iturmehhanism k\u00e4itab varre s\u00f5ltuvalt vaakumi tasemest, toimides vedrule vastu. Vaakummodulatsioon juhib elektrilist ventiili, mis varustab olenevalt vaakumi seadistustest lineaarset voolu. Vaakumi saab tekitada piduriv\u00f5imendi vaakumpump. Vool antakse akust ja see moduleerib ECU-d.<\/p>\n

Selliste ajamite peamine puudus on tingitud gaasi raskesti prognoositavast olekust p\u00e4rast kokkusurumist, eriti kuumutamisel. Seet\u00f5ttu on h\u00fcdro- ja elektriajamid t\u00e4iuslikumad.<\/p>\n

H\u00fcdraulilised ajamid toimivad samal p\u00f5him\u00f5ttel nagu pneumaatilised ajamid, kuid silindris oleva \u00f5hu asemel kasutatakse vedelikku, mida v\u00f5ib kujutada mootori\u00f5li<\/a>na. Lisaks ei suru kokku, mille tulemusena tagab selline s\u00fcsteem parema juhitavuse.<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Solenoidklapp kasutab r\u00f5nga liigutamiseks \u00f5lir\u00f5hku ja ECU-st saadavat signaali. H\u00fcdrauliline kolb liigutab hammaslatti ja hammasratast, mis p\u00f6\u00f6rab hammasratast, mille tulemusena on labad p\u00f6\u00f6rdeliselt \u00fchendatud. ECU laba asendi \u00fclekandmiseks liigub analoogasendiandur piki selle ajami nukki. Kui \u00f5lir\u00f5hk on madal, avanevad ja sulguvad labad, kui \u00f5lir\u00f5hk t\u00f5useb.<\/p>\n

Elektriline ajam on k\u00f5ige t\u00e4psem, kuna pinge v\u00f5ib pakkuda v\u00e4ga t\u00e4pset juhtimist. See n\u00f5uab aga t\u00e4iendavat jahutust, mille tagavad jahutusvedeliku torud (pneumaatilises ja h\u00fcdraulilises versioonis kasutatakse soojuse eemaldamiseks vedelikku).<\/p>\n

\"Muutuva<\/a><\/p>\n

Geomeetria muutmise seadme juhtimiseks kasutatakse selektormehhanismi.<\/p>\n

M\u00f5ned turbiinide mudelid kasutavad p\u00f6\u00f6rlevat elektriajamit koos otsese samm-mootoriga. Sel juhul juhitakse labade asendit l\u00e4bi hammaslati ja hammasratta mehhanismi elektroonilise tagasisideklapiga. ECU-lt tagasiside saamiseks kasutatakse hammasratta k\u00fclge kinnitatud magnetoresistiivse anduriga nukki.<\/p>\n

Kui labasid on vaja p\u00f6\u00f6rata, annab ECU teatud vahemikus voolu, et need etteantud asendisse viia, misj\u00e4rel, olles saanud andurilt signaali, vabastab see tagasisideklapi pingest.<\/p>\n

Mootori juhtseade<\/h2>\n

Eelnevast j\u00e4reldub, et muutuva geomeetriaga turbiinide t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te p\u00f5hineb t\u00e4iendava mehhanismi optimaalsel koordineerimisel vastavalt mootori t\u00f6\u00f6re\u017eiimile. Seet\u00f5ttu on vajalik selle t\u00e4pne positsioneerimine ja pidev j\u00e4lgimine. Seet\u00f5ttu juhivad muutuva geomeetriaga turbiine mootori juhtseadmed.<\/p>\n

Nad kasutavad strateegiaid tootlikkuse maksimeerimiseks v\u00f5i keskkonnategevuse parandamiseks. BUD-i toimimiseks on mitu p\u00f5him\u00f5tet.<\/p>\n

K\u00f5ige tavalisem neist h\u00f5lmab empiirilistel andmetel ja mootorimudelitel p\u00f5hineva v\u00f5rdlus<\/a>teabe kasutamist. Sel juhul valib edasisuunamise kontroller tabelist v\u00e4\u00e4rtused ja kasutab vigade v\u00e4hendamiseks tagasisidet. See on mitmek\u00fclgne tehnoloogia, mis v\u00f5imaldab rakendada erinevaid juhtimisstrateegiaid.<\/p>\n

Selle peamiseks puuduseks on piirangud \u00fcleminekute ajal (j\u00e4rsud kiirendused, k\u00e4iguvahetused). Selle k\u00f5rvaldamiseks kasutati mitme parameetriga, PD- ja PID-kontrollereid. Viimaseid peetakse k\u00f5ige lootustandvamaks, kuid need ei ole piisavalt t\u00e4psed kogu koormuste vahemikus. See lahendati h\u00e4gusloogiliste otsustusalgoritmide rakendamisega MAS-i abil.<\/p>\n

Taustteabe edastamiseks on kaks tehnoloogiat: keskmine mootorimudel ja tehisn\u00e4rviv\u00f5rgud. Viimane sisaldab kahte strateegiat. \u00dcks neist h\u00f5lmab v\u00f5imenduse s\u00e4ilitamist etteantud tasemel, teine \u200b\u200bon negatiivse r\u00f5hu erinevuse s\u00e4ilitamine<\/a>. Teisel juhul saavutatakse parim keskkonnam\u00f5ju, kuid \u00fcletatakse turbiini kiirust.<\/p>\n

Mitte paljud tootjad arendavad muutuva geomeetriaga turbo\u00fclelaadurite jaoks ECU-sid. Valdav enamus neist on esindatud autotootjate toodetega. Siiski on turul m\u00f5ned kolmanda osapoole tipptasemel<\/a> ECU-d, mis on m\u00f5eldud selliste turbiinide jaoks.<\/p>\n

\u00dclds\u00e4tted<\/h2>\n

Turbiinide p\u00f5hiomadused on esindatud \u00f5hu massivoolu ja voolukiirusega. Sisselaskeala on \u00fcks j\u00f5udlust piiravatest teguritest. Muutuva geomeetria valikud v\u00f5imaldavad teil seda ala muuta. Seega m\u00e4\u00e4rab efektiivse ala l\u00e4bip\u00e4\u00e4su k\u00f5rgus ja labade nurk. Esimest indikaatorit muudetakse libiseva r\u00f5ngaga versioonides, teist – p\u00f6\u00f6rlevate labadega turbiinides.<\/p>\n

Seega annavad muutuva geomeetriaga turbo\u00fclelaadurid pidevalt vajaliku t\u00f5uke. Selle tulemusel ei esine nendega varustatud mootoritel turbiini p\u00f6\u00f6rlemisaja t\u00f5ttu viivitust, nagu tavaliste suurte turbo\u00fclelaadurite puhul, ega l\u00e4mbu suurel kiirusel, nagu v\u00e4ikeste puhul.<\/p>\n

L\u00f5petuseks tuleb m\u00e4rkida, et kuigi muutuva geomeetriaga turbo\u00fclelaadurid on loodud t\u00f6\u00f6tama ilma m\u00f6\u00f6daviiguventiilita, on leitud, et need suurendavad j\u00f5udlust peamiselt “alumises otsas” ja suurel kiirusel t\u00e4ielikult avatud labadega, mis ei suuda toime tulla suure massivooluga. Seet\u00f5ttu on \u00fclem\u00e4\u00e4rase vastur\u00f5hu v\u00e4ltimiseks soovitatav siiski kasutada wastegate'i.<\/p>\n

Eelised ja miinused<\/a><\/h2>\n

Turbiini reguleerimine mootori t\u00f6\u00f6re\u017eiimile parandab k\u00f5iki n\u00e4itajaid v\u00f5rreldes fikseeritud geomeetriaga valikutega:<\/p>\n