¿Por qué un automóvil turboalimentado solo produce un impulso significativo mientras el motor está bajo carga? ¿Tiene algo que ver con la cantidad de escape que se produce o hay algún tipo de mecanismo de válvula que lo controle?
es decir, hacer funcionar el motor a 3000 RPM en punto muerto no produciría tanto impulso como si el motor funcionara a 3000 RPM mientras empuja el automóvil cuesta arriba en marcha.
Respuestas:
Permítanme comenzar con un excelente libro sobre el tema: Corky Bell's Maximum Boost . Existe un tratamiento sólido de los conceptos básicos del funcionamiento del turbocompresor, además de algunas aplicaciones anticuadas y esotéricas que aún son interesantes. Por ejemplo, considero que la discusión sobre la turboalimentación de diferentes tipos de carburadores es de interés intelectual, si no práctico.
Para resumir los puntos mencionados en su pregunta, estos son algunos de los aspectos principales del motor turboalimentado que son de interés:
El flujo de aire : recuerde que un motor de combustión interna es efectivamente una bomba de aire. Si estamos hablando de un motor que está funcionando "bajo carga", podemos suponer que ha abierto el acelerador. Por ejemplo, al rodar cuesta abajo, no necesita presionar el acelerador, por lo que toda la ruta de admisión a escape está bombeando una masa de aire más pequeña. Sin embargo, conducir cuesta arriba requerirá abrir el acelerador (darle gas), agregando aire a la admisión. Esto hace que la computadora del motor agregue combustible a la mezcla. La mezcla de combustible y aire se quema para producir energía. El escape de esta combustión luego procede a ...
La turbina : esta parte se parece a la parte delantera de un motor a reacción que se encuentra en el camino de los gases de escape. La turbina se encuentra en un extremo de un eje giratorio. En el otro lado está el compresor. Esa es la parte que realmente impulsa el lado de admisión del motor. Cuanto más gas de escape empuja más allá de la turbina, más quiere girar y aumentar el lado del compresor. Sin embargo, también hay ...
La válvula de descarga : esta es una válvula que también se encuentra en la ruta de los gases de escape. Proporciona un atajo para el escape si el motor realmente no necesita impulso en este momento. Esto se puede usar para el control de impulso máximo (demasiado impulso puede destruir físicamente su motor). Esta puede ser una válvula de resorte puramente mecánica que permanece cerrada hasta una cierta presión positiva en la ruta de admisión y luego se abre progresivamente a medida que aumenta el impulso. También podría estar bajo el control directo de la computadora del motor. Por ejemplo, mi auto (sintonizado en stock) fue muy molesto por su negativa a mantenerse al máximo en tercera marcha. También se negaría a aumentar más allá de cierto punto con aceleración parcial. La computadora del motor decía efectivamente "no, eso es bastante divertido por ahora".
Por ejemplo, si estoy rodando cuesta abajo con el pie fuera del acelerador, el acelerador está cerrado. No hay suficiente masa de aire que pase a través de la vía de admisión a escape para hacer que el turbo gire, desperdicio o no.
Sin embargo, la escena cambia en la parte inferior de la colina a medida que subimos la próxima subida. Tengo que abrir el acelerador para subir la colina. Si estoy en una marcha baja, las RPM serán más altas, la energía de los gases de escape será más alta y la turbina girará hacia arriba. Sin embargo, dado que requeriría una aceleración parcial a una velocidad más baja para la misma aceleración, la computadora de mi motor podría vetar un cierto punto, abriendo la válvula de descarga.
Si estoy en alta velocidad, las RPM serán más bajas y tendré que abrir el acelerador para subir la colina. Sin embargo, el volumen de gases de escape y la velocidad serán bajos y es posible que no voy a tener suficiente energía para el turbo para hacer cualquier presión positiva significativa (por ejemplo, alrededor del 40 mph en el quinto lugar en mi coche). Aunque realmente me gustaría impulsar en esta situación, no podré hacerlo.
Lo has adivinado, y si no lo hiciste, wikipedia es tu amigo .
En resumen, el turbocompresor funciona al tener dos turbinas conectadas al mismo eje de rotación. Los gases de escape hacen girar una turbina, lo que hace que la otra turbina gire. El segundo es lo que fuerza el aire a la entrada del motor.
A rpm inactivas, apenas hay escape para producir impulso. Acelerador abierto => más aire se movió a través del motor => más escape => más impulso.
No exactamente ... Recuerda, no todos los motores turboalimentados usan una válvula de descarga.
Lo que sucede es que su motor está girando a 2000 RPM sin carga, ahora se pone una carga, la caída de RPM y para volver a subir a 2000 RPM, debe agregar el acelerador que está descargando combustible en el motor. A medida que descarga combustible, aumenta la presión de combustión y, en última instancia, la presión de escape más alta hará girar la turbina rápidamente y producirá más impulso, lo que aumentará aún más la presión de combustión (ahora hay más O2 disponible). Mira, en un motor sin carga, incluso sin una válvula de descarga, el turbo no está haciendo mucho.
y para hacer las cosas un poco más complicadas aquí, en un motor diesel funciona de manera similar pero diferente. No hay regulación del aire de admisión en un diésel, la admisión siempre está sin restricciones y la salida está determinada por la cantidad de combustible inyectado. Es por eso que cuando las revoluciones del diesel emiten mucho humo hasta que el motor se pone al día. Los diésel turboalimentados se basan en el turbocompresor como una forma de regulación del aire de admisión.
El motor de su automóvil usa más combustible para hacer girar el motor a 3000 RPM cuando está bajo carga en lugar de ser acelerado en neutral. Esa es la respuesta corta.
Más combustible significa más gases de escape, lo que significa más impulso. Por el contrario, cuando está acelerando en neutral, se usa mucho menos combustible y, por lo tanto, mucho menos gas de escape para hacer girar el turbo. Esta es también la razón por la cual su automóvil es más pesado con gasolina yendo cuesta arriba que cuesta abajo.
Además, el sistema de gestión de su automóvil probablemente desconectaría su válvula de descarga / descarga cuando su acelerador esté desactivado. Es una característica de seguridad.