Off-Road.gr

Θέματα Forums Αρχεία

  · Κεντρική σελίδα

Επιλογές
· Θέματα
· Κορυφαία άρθρα
· Αγγελίες
· Αναζήτηση

-------------------------
· Συζητήσεις - Forums
· Downloads
· Σύνδεσμοι
· Λέσχες
 


Web Links
  · NoraStudio.gr
· Motobet
· Nora Agapi - Photographer
· TheWorldOffRoad.com
· Νάουσα Ημαθίας
· Qashqai Club
· Η ιστοσελίδα των Μεθάνων
· Σύλλογος Τετρακίνησης Μαγνησίας
· JimnyClub.gr
· MotoRidersClub
 

 
Τεχνολογία Υπερπλήρωσης (B' Μέρος)

Ότι θέλατε να μάθετε για Υπερ-συμπιεστές και Στροβιλο-συμπιεστές και δεν τολμούσατε να ρωτήσετε!

Διαβάστε τo προηγούμενo:
Α' Μέρος

Turbo

Συμπιεστές μίγματος εναντίον συμπιεστών αέρα

Θεωρώντας ότι η μηχανή θα χρησιμοποιήσει εξαερωτήρα (carburetor), αντί για έκχυση (injection), υπάρχει μια σοβαρή ερώτηση που αφορά το αν ο συμπιεσμένος αέρας θα απορροφάται πρώτα από τον εξαερωτήρα ή θα προωθείται πιεσμένος μέσα σε αυτόν. Η διαφωνία φαίνεται να είναι πιο σοβαρή ή τουλάχιστον με μεγαλύτερη σημασία, αν σκεφτόμαστε την λύση με στροβιλοσυμπιεστή (turbo).

Αυτοί που υπερασπίζονται τον συμπιεστή αέρα, λένε ότι υπάρχει καλύτερη απόκριση στο «γκάζι» και φυσικά βρίσκοντας τον παραμικρό τρόπο να μειώσεις την ήδη μεγάλη καθυστέρηση απόκρισης (turbo lag) έχει μεγάλη σημασία.

Από την άλλη, μια και η καθυστέρηση απόκρισης δεν υπάρχει στους «positive displacement» συμπιεστές, η ερώτηση για συμπιεστή μίγματος ή αέρα δεν έχει καμία σημασία. Σχεδόν όλες οι εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν «positive displacement» συμπιεστές είναι συμπιεστές μίγματος.

Ένας συμπιεστής μίγματος είναι πρακτικότατος για χρήση σε στροβιλοσυμπιεστές (turbo). Αυτοί που υπερασπίζονται τα συστήματα μίγματος, τονίζουν ότι το καρμπυρατέρ λειτουργεί κάτω από απόλυτα κανονικές συνθήκες όταν αέρας απορροφάται από αυτό, ενώ σε συστήματα αέρος η πίεση μεγαλώνει την πυκνότητα του αέρα και φυσικά τα καρμπυρατέρ δεν μπορούν να την μετρήσουν για να δώσουν το απαραίτητο καύσιμο. Αν ο αέρας μειώσει την πυκνότητα του στο μισό τότε θα περάσει με μικρότερη ταχύτητα από τα βεντούρια.
Κάνοντας το αυτό δεν θα απορροφήσει την απαραίτητη ποσότητα καυσίμου που χρειάζεται για να καεί το οξυγόνο εκτός αν κάποια σοβαρή αλλαγή επέλθει στον τρόπο που λειτουργεί το καρμπυρατέρ.

Αν δεν γίνει αυτή η αλλαγή, τότε αυτά που κερδίζουμε από την υπερσυμπιεστή θα χαθούν λόγο κακού συντονισμού. Υπάρχουν, βέβαιά, τρόποι για να το αποφύγουμε αυτό τοποθετώντας ένα καρμπυρατέρ το οποίο θα έχει την δυνατότητα να καταλαβαίνει την πυκνότητα του αέρα μέσα από κατάλληλους μηχανισμούς.

Για να συνεχίσουμε στην σύγκριση μεταξύ στροβιλοσυμπιεστών (turbo) μίγματος / αέρα ας δούμε το πρόβλημα της καθυστέρησης απόκρισης.
Αν το σύστημα μίγματος χρησιμοποιηθεί, τότε το καρμπυρατέρ λειτουργεί κανονικά. Είναι απλώς θέμα να τοποθετηθούν οι σωστές βελόνες κλπ που θα αποδίδουν το σωστό μίγμα. Όταν όμως το μίγμα φεύγει από το καρμπυρατέρ, κατευθύνεται προς ένα φυγοκεντρικό συμπιεστή. Ο συμπιεστής τείνει να φυγοκεντρίσει το καύσιμο στα πλευρά του κουτιού (house) της φτερωτής. Το αποτέλεσμα είναι να υπάρχει σεβαστή ποσότητα καυσίμου στα πλευρά του κουτιού και της εισαγωγής, τόσο μάλιστα, που αρκετό από αυτό, μπορεί να μην εξαερωθεί σωστά ώστε να είναι αναφλέξιμο. Ένας τρόπος να το αποφύγουμε αυτό, είναι να κατασκευάσουμε εισαγωγές οι οποίες θα έχουν αιχμηρές γωνίες, έτσι ώστε να δημιουργείται αρκετή ανατάραξη / περιστροφή και να δίνεται η δυνατότητα στο καύσιμο να εξαερώνεται.

Σε ένα σύστημα αέρα, η κατάσταση μη εξαέρωσης του καυσίμου μειώνετε στο βαθμό που παρουσιάζεται και σε μια ατμοσφαιρική μηχανή, γιατί το μίγμα αφότου φύγει από το καρμπυρατέρ, δεν φυγοκεντρίζεται. Για λειτουργήσει όμως, θα πρέπει το καρμπυρατέρ να ξέρει πόση πίεση δέχεται, έτσι ώστε να δώσει παραπάνω ποσότητα καυσίμου και να αντεπεξέλθει στις αυξημένες απαιτήσεις.

Για να επιτευχθεί αυτό θα πρέπει να περιορίσουμε λίγο την είσοδο του αέρα στο καρμπυρατέρ, έτσι ώστε η πίεση στο στόμιό του να είναι μεγαλύτερη απ’ ότι μέσα. Αν η διαφορά αυτή κατευθύνεται και στο θάλαμο του καυσίμου μέσα στο καρμπυρατέρ τότε η πίεση και εκεί θα είναι μεγαλύτερη από ότι μέσα στο βεντουρι. Έτσι θα ανεβαίνει η πίεση, στο θάλαμο καυσίμου στο καρμπυρατέρ, γρηγορότερα απ’ ότι στην εισαγωγή.
Το αποτέλεσμα είναι, αυξανόμενη δόση καυσίμου καθώς ανεβαίνει η πίεση.

Αν το καρμπυρατέρ χρησιμοποιηθεί σε ένα σύστημα πίεσης αέρα, θα πρέπει να προσέξουμε και διάφορους άλλους παράγοντες εκτός από το ρύθμισμα του μίγματος.
Πρώτα θα πρέπει να εξασφαλίσουμε ότι μίγμα δεν μπορεί να φύγει από κάποιες ανοχές στην πεταλούδα του καρμπυρατέρ. Σε μια ατμοσφαιρική μηχανή κανονικά εισέρχεται αέρας από εδώ.
Ακόμα, προσοχή θα πρέπει να δοθεί και στην παροχή καύσιμου στο θάλαμο του καρμπυρατέρ. Το καύσιμο θα πρέπει να παρέχεται με πίεση μεγαλύτερη από αυτή της πίεσης του συμπιεστή. Δεν είναι λογικό να παρέχουμε καύσιμο με πίεση 3psi, ενώ έχουμε πίεση αέρα 7psi, γιατί υπάρχουν αλλά 4psi τα οποία σπρώχνουν το καύσιμο πίσω από κει που ήρθε, δηλαδή στο ρεζερβουάρ!

Για να το ξεπεράσουμε αυτό είναι απαραίτητο να έχουμε μία βαλβίδα ελέγχου πίεσης καυσίμου, ευαίσθητη στην πίεση του αέρα, και η οποία θα μπορεί να ελέγχει την παροχή καυσίμου από μια αντλία υψηλής πίεσης, φροντίζοντας πάντα να υπάρχει πίεση καύσιμου 21/2 -3psi πάνω από την πίεση του αέρα.

Σε αυτό το σημείο οι συμπιεστές αέρα φαίνεται να είναι λιγάκι πιο πολύπλοκοι στην τοποθέτηση τους σε σχέση με τους συμπιεστές μίγματος. Για καθίστε όμως γιατί δεν είδαμε όλη την εικόνα ακόμα!

Σε ένα σύστημα μίγματος, παρόλο που δεν υπάρχουν προβλήματα με το ρύθμισμα του καρμπυρατέρ λόγο υψηλής πίεσης αέρα, μια κατάσταση εμφανίζεται στο μισό «γκάζι» ή στο ρελαντί, οπού υπάρχει υποπίεση μέσα στο καρμπυρατέρ. Όταν αυτό συμβαίνει τότε ο συμπιεστής δουλεύει κάτω από υποπίεση και τότε λάδι μπορεί να απορροφηθεί από τα ρουλεμάν της τουρμπίνας μέσα στην εισαγωγή.

Επειδή οι στροβιλοσυμπιεστές σχεδιάστηκαν αρχικά για να δουλεύουν σε ντίζελ, καμία πρόληψη δεν είχε ληφθεί υπόψη για να μπορούν να δουλεύουν κάτω από υποπίεση. Οποιοδήποτε turbo χρησιμοποιηθεί σε σύστημα με συμπίεση μίγματος θα πρέπει να έχει ειδική τσιμούχα, η οποία θα αλλάζετε συχνά, τοποθετημένη στο house της τουρμπίνας εισαγωγής, έτσι ώστε να αποτρέπει το λάδι να εισέρχεται στην εισαγωγή.

Χωρίς αυτή την τσιμούχα, το όχημα θα καταναλώνει τεράστιες ποσότητες λαδιού και θα παράγει παραπετάσματα καπνού από την εξάτμιση.

Στις μέρες μας υπάρχουν τόσες εφαρμογές του turbo, μίγματος και αέρα, που μπορεί να πάρετε μια τουρμπίνα με ή χωρίς τέτοια ειδική τσιμούχα.

Σαν συμπέρασμα, οι συμπιεστές μίγματος ή αέρα, έχουν ο καθένας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους και είναι και οι δύο ίσοι όσων αφορά τις τεχνικές δυσκολίες εγκατάστασης και απόδοσης που μπορούν να δώσουν. Η επιλογή είναι δική σας!


Turbo μέγεθος και ταίριασμα

Αν σκοπεύετε να τοποθετήσετε έναν υπερπληρωτή οποιουδήποτε είδους, μια από τις πρώτες αποφάσεις αφορά την ποσότητα της προώθησης που χρειάζεται. Με άλλα λόγια είναι θέμα πόση ιπποδύναμη θέλετε να βγάζετε από τη μηχανή και μετά να το συσχετίσετε με το ποσό της προώθησης που χρειάζεται για να αποδώσει τέτοια δύναμη. Σε έναν συμπιεστή οδηγούμενο από ιμάντα, το να ορίσεις την ποσότητα της προώθησης είναι πολύ εύκολο. Χρειάζεται να διαλέξεις απλώς το κατάλληλο μέγεθος του συμπιεστή για τη μηχανή και μετά να τον οδηγήσεις στη σωστή ταχύτητα. Μια εγκατάσταση στροβιλοσυμπιεστή σαν αρχή είναι ίδια.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να επιλέξουμε το μέγεθος του turbo για τη μηχανή. Με άλλα λόγια πρέπει να επιλέξουμε το turbo, τουλάχιστον όσον αφορά το μέγεθος της εισαγωγής, έτσι ώστε να μπορεί να παρέχει την ποσότητα του αέρα που η μηχανή χρειάζεται για να απόδοση την ιπποδύναμη που θέλουμε.

Διαλέγοντας ένα μικρότερο turbo φυσικά θα περιορίσει την ιπποδύναμη.
Διαλέγοντας ένα μεγαλύτερο δεν έχει τόσο άσχημες συνέπειες αν και η αλήθεια είναι ότι υπάρχουν μειονεκτήματα.

Το turbo έχει δυνατότητα να παράγει μια πολύ μεγαλύτερη ποσότητα αέρα από ότι η μηχανή χρειάζεται και φυσικά ένας μεγαλύτερος ρότορας έχει μεγαλύτερη μάζα και αδράνεια η οποία σαφώς δεν βοηθάει στην άμεση απόκριση. Στην πραγματικότητα ένα turbo έως και 100% μεγαλύτερο δεν έχει καμιά σοβαρή επίπτωση.


Turbo Esprit

Για παράδειγμα, εάν θέλουμε να δούμε 110 άλογα από την μηχανή δεν είναι και πολύ μεγάλο μειονέκτημα το να έχουμε ένα turbo που μπορεί να δώσει αρκετό αέρα για 220 άλογα. Προφανώς, θα ήταν καλύτερα αν είχαμε διαλέξει ένα μέγεθος κοντύτερα αλλά μερικές φορές δεν είναι πάντα δυνατό να έχεις ένα turbo ακριβώς το μέγεθος που χρειάζεσαι.
Σαν αναφορά , το turbo που χρησιμοποιείται στο Metro είναι το ίδιο που χρησιμοποιείται και στην Lotus Esprit, και αυτό το turbo έχει δυνατότητα να παρέχει αέρα για πολύ πάνω από 230 ίππους.

Το Metro turbo βγάζει μόνο 90!

Metro Turbo

Έτσι και επιλεχθεί ένα turbo τα χαρακτηριστικά του θα πρέπει να προσαρμοστούν στη μηχανή. Αναφερόμενοι πίσω στο μηχανικό ανάλογο, πρέπει να οδηγήσουμε το turbo σωστά ανάλογα με τη μηχανή. Φυσικά, δεν υπάρχει κάποια μηχανική σύνδεση. Το turbo οδηγείται από τα καυσαέρια.

Παρόλα αυτά διαλέγοντας τη σωστή σχέση περιοχής/ακτίνας(Π/Α), στον θάλαμο εξαγωγής (housing), μπορούμε χρησιμοποιώντας την μηχανική μας αναλογία, να «οδηγήσουμε» το turbo σε σχέση με τη μηχανή έτσι ώστε να περιστρέφεται στις ταχύτητες που χρειάζεται για να αποδίδει την ανάλογη πίεση στις ανάλογες στροφές.

Η σχέση Π/Α ενός housing είναι το εμβαδόν της περιμέτρου που οδηγεί στο housing εξαγωγής επί την ακτίνα που αυτή η περίμετρος βρίσκεται από το κέντρο του housing εξαγωγής. Όσο μικρότερη είναι αυτή σχέση Π/Α τόσο υψηλότερα οδηγείται αυτό το housing.

Με άλλα λόγια, αν έχουμε π.χ 0.39 σχέση Π/Α αυτή θα κάνει τη μηχανή να έρθει στο στάδιο της προώθησης νωρίτερα από ότι μια σχέση 0.5 Π/Α και αυτή θα κάνει τη μηχανή να έρθει στο στάδιο της προώθησης πιο γρήγορα από μια σχέση 0.68.

Αν η σχέση Π/Α που επιλέξαμε είναι πολύ μικρή, η μηχανή θα έρθει στο στάδιο προώθησης πολύ νωρίς και η πίεση θα γίνει τρομακτική την ώρα που η μηχανή βρίσκεται μόνο στα 3/4 των στροφών που μπορεί να φτάσει. Από την άλλη, αν μια μεγάλη σχέση Π/Α χρησιμοποιηθεί, η μηχανή μπορεί να πρέπει να φτάσει στις 5000 στροφές πριν ικανοποιητική προώθηση αρχίζει να παράγεται.

Πρακτικά, πρέπει να διαλέξουμε τη σχέση Π/Α του housing σε μια προσπάθεια να τοποθετήσουμε την πίεση στην καλύτερη κλίμακα των στροφών που αποδίδει η μηχανή μας, επειδή δεν είναι πάντα δυνατό να αναπτύξουμε πίεση στις χαμηλές στροφές της μηχανής. Στις χαμηλές στροφές δεν υπάρχει ικανοποιητική ποσότητα καυσαερίων ώστε να έχουμε πίεση.

Αν διαλέξουμε μια μικρή σχέση Π/Α housing η πίεση θα έρθει νωρίς και χωρίς κάποιο τρόπο έλεγχου θα φτάσει σε τεράστια μεγέθη πριν το όριο στροφών της μηχανής. Αν όμως χρησιμοποιήσουμε μια βαλβίδα ανακούφισης (waste gate), είναι πολύ πρακτικό να διαλέξουμε μια μικρή σχέση Π/Α housing έτσι ώστε να φέρουμε την πίεση νωρίτερα και μετά να ελευθερώσουμε τα παραπάνω καυσαέρια μέσα από την βαλβίδα ανακούφισης εφόσον η θεμιτή πίεση έχει επιτευχθεί.

Κάνοντάς το αυτό μια πιο επίπεδη καμπύλη πίεσης θα επιτευχθεί. Όπως είπαμε και νωρίτερα υπάρχουν και άλλες τεχνικές οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιορίσουν την πίεση.

Η πιο απλή μέθοδος ελέγχου είναι να χρησιμοποιήσουμε ένα περιοριστή καυσαερίων. Αυτός μειώνει την ποσότητα της πίεσης στο turbo και εμποδίζει την πίεση να φτάσει σε μεγάλα όρια. Με παρόμοιο τρόπο είναι δυνατό να περιορίσουμε την εισαγωγή έτσι ώστε πάνω από κάποιο σημείο το turbo θα είναι αδύνατο να τραβήξει άλλο αέρα μέσα από το σύστημα.

Οι περιοριστές έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Το βασικό πλεονέκτημα είναι ότι είναι φθηνοί. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι πολύ λιγότερο αποδοτικοί σε σχέση με τη βαλβίδα ανακούφισης (waste gate). Περιορίζοντας την έξοδο των καυσαερίων μπορεί να προκληθεί αύξηση θερμοκρασίας στην επιφάνια των εμβόλων και στις βαλβίδες εξαγωγής. Επίσης πολύ περιορισμένη εξαγωγή καυσαερίων μπορεί να κάνει την μηχανή να έχει χειρότερη απόκριση από ότι κανονικά.

Πολύ περιορισμός στην εισαγωγή μπορεί να κάνει το turbo να ασθμαίνει.
Αυτή είναι μια κατάσταση, όπου η τουρμπίνα παίρνει μεγάλες αναπνοές αέρα και μετά αφήνει πολύ υποπίεση στο κύκλωμα κάνοντας έτσι τον αέρα που μόλις συμπιέστηκε να επιστρέφει πίσω από εκεί που ήρθε πολύ απλά επειδή λόγω περιοριστή δεν μπορεί να εισέλθει γρήγορα αέρας μπροστά από την τουρμπίνα και να καλύψει το κενό. Όταν αυτό συμβαίνει μπορεί να είναι καταστροφικό για την τουρμπίνα, για αυτό και πρέπει να αποφεύγεται.

Πρακτικά, ο χρήστης δεν χρειάζεται να ανησυχεί για το μέγεθος και το ταίριασμα του turbo. Υπάρχουν αρκετά kit turbo από πολλούς κατασκευαστές στην αγορά και μπορούν να ταιριάξουν στις ανάγκες μας.

Φυσικά, αν έχετε τροποποιήσει την μηχανή μπορεί να χρειαστεί να κάνετε κάποια μικρή ρύθμιση. Στις περισσότερες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί να αλλάξετε το housing εξαγωγής με το επόμενο μεγαλύτερο νούμερο σχέσης Π/Α. Η εγκατάσταση των υπερσυμπιεστών είναι ένα ολόκληρο θέμα από μόνο του και σίγουρα δεν μπορούμε να το καλύψουμε εμείς εδώ.

Υπάρχουν παρόλα αυτά αρκετά βιβλία πάνω στο θέμα.

Κείμενο: [Σπύρος -SuperSpy- Κατσιμαλής]

Διαβάστε τo προηγούμενo:
Α' Μέρος

Σχετική Βιβλιογραφία:
Alan Allard: Turbo and Supercharging
David Vizard: Tuning BL's A-Series Engine
Peter Wallage: Rebuilding and Tuning Ford's CVH Engine


More articles

 

 


 


 
Επιλέξτε γλώσσα

ΑγγλικήΕλληνική
 


 
Google
 



[ Page created in 0.034460 seconds. ]