Как работает 4-цилиндровый двигатель с одним турбонагнетателем Твин-Прокрутить?

Четырехцилиндровый турбокомпрессор Твин-Прокрутить Одинокий Турбокомпрессор — это система турбонаддува, которая сочетает в себе технологию Твин-Прокрутить и конструкцию с одной турбиной для улучшения 

отзывчивость и эффективность двигателя. Вот подробное пошаговое объяснение того, как это работает: 1. Базовая структура: компоненты турбокомпрессора

• Турбина: приводится в действие выхлопными газами двигателя.

• Компрессор: сжатый воздух, приводимый в действие турбиной, подается в цилиндр.

• Твин-Прокрутить: вход турбины разделен на две независимые спирали, которые соединены с различными выпускными коллекторами цилиндров.

2. Характеристики выхлопа четырехцилиндровых двигателей

• Порядок работы цилиндров: в четырехцилиндровых двигателях обычно используется порядок работы цилиндров 1-3-4-2, при этом выхлопные газы соседних цилиндров разнесены на 180°.

• Интерференция импульсов выхлопных газов: если выхлопные газы всех цилиндров попадают в одну и ту же трубу, волны давления выхлопных газов соседних цилиндров будут мешать друг другу, 

что приводит к снижению эффективности турбины (так называемые помехи от выхлопных импульсов).

3. Конструкция с разделением потока двойной улитки

• Групповое соединение цилиндров: две спирали соединяют две группы цилиндров соответственно (например: цилиндр 1+4 — одна группа, цилиндр 2+3 — другая группа).

• Изолировать импульсы выхлопных газов: выхлоп каждой группы цилиндров поступает в независимую спираль, чтобы избежать взаимного подавления волн давления выхлопных газов, 

обеспечение эффективной передачи энергии выхлопных газов на турбину.

4. Эффективное использование энергии выхлопных газов • Эффект импульсного турбонаддува:

◦ Двойная прокрутка разделяет импульсы выхлопных газов с большими интервалами (например, интервал выхлопа четырехцилиндрового двигателя составляет 180°), 

позволяя турбине непрерывно получать выхлопные газы с высокой кинетической энергией.

◦ По сравнению с одинарной спиралью, двойная спираль также может поддерживать более высокую скорость выхлопа на низких оборотах, уменьшая турболаг.

5. Преимущества одной турбины

• Упрощенная структура: одинарная турбина легче и дешевле, чем система с двумя турбинами.

• Широкий диапазон скоростей: благодаря оптимизации двойной прокрутки одна турбина может достигать быстрого отклика на низких скоростях, сохраняя при этом большой прирост расхода на высоких скоростях.

6. Пример рабочего процесса (на примере четырехцилиндрового двигателя)

1. Стадия выхлопа:

◦ Цилиндр 1 завершает работу, и высокотемпературные выхлопные газы устремляются к турбине через первую спираль.

◦ После поворота коленчатого вала на 180° цилиндр 4 выпускается и приводит в движение турбину через ту же спираль.

◦ Выхлопные газы цилиндров 2 и 3 попеременно приводят в движение другую сторону турбины через вторую спираль.

2. Турбинный привод:

◦ Два набора чередующихся импульсов выхлопных газов заставляют скорость турбины увеличиваться быстрее, особенно на низких скоростях, что значительно снижает гистерезис.

3. Усиление впуска:

◦ Турбина приводит в действие компрессор, который подает сжатый воздух в промежуточный охладитель, а затем после охлаждения подает его в цилиндр, повышая эффективность сгорания.

7. Преимущества производительности

• Улучшение крутящего момента на низких оборотах: конструкция с двойной спиралью позволяет турбине эффективно работать при 1500–3000 об/мин двигателя, улучшая крутящий момент на низких оборотах.

• Уменьшение турбозадержки: изоляция выхлопных импульсов приближает скорость реакции турбонаддува к скорости нагнетателя.

• Экономия топлива: повышение эффективности сгорания при соблюдении норм выбросов (например, снижение обогащенного сгорания перед вмешательством турбонаддува).

8. Типичные сценарии применения

• Автомобили с бытовыми характеристиками: такие как двигатель BMW N20, Фольксваген ЕА888 Gen3 и т. д., обеспечивают баланс мощности и стоимости.

• Баланс экономичности и спортивности: подходит для моделей, которым требуется линейная выходная мощность и которые ценят топливную экономичность.

Резюме Четырехцилиндровый двухконтурный одинарный турбокомпрессор достигает скорости отклика, близкой к скорости отклика двухтурбинного двигателя в однотурбинной конструкции. 

за счет перенаправления импульсов выхлопных газов и оптимизации использования энергии выхлопных газов с учетом легкого веса и низкой стоимости. 

Такая конструкция представляет собой классическое решение, сочетающее производительность и практичность в современной технологии турбонаддува.