Новое изобретение, созданное для того, чтобы сохранять энергию, назвали турбокомпаундом. Для чего и что такое турбокомпаунд будет написано ниже.
Те изобретения, вещи и товары, которые изготавливают в
Швеции, в основном называют: «сделанными с умом и качественно». Это относится и
к шведским дизельным моторам, которые изготавливают специально для машин,
основным предназначением которых являются грузоперевозки. Такие двигатели
невероятно совершенны, очень надежны и долговечны. Шведские инженеры стали
одними из первых конструкторов, которые решили попробовать поставить на
дизельный двигатель грузового автомобиля турбонаддув. Это было новейшее решение
в конструкции двигателей, в 1961 году на двигателе DS 10 турбонаддув останавливался фирмой Scania.
Почти через сорок лет, в 1990 году фирма Scania выпустила
еще один революционный вид двигателя – дизельный двигатель DTS-11 01, оснащенный турбокомпаундом.
Рабочий объем этого мощного двигателя составлял 11 литров, и он почти достигал
400 лошадиных сил. Но в двигателе было не все так положительно, в начале
выпуска из-за непроработанной и не отрегулированной системы впрыска топлива,
работа двигателя проходила не очень хорошо. За пять лет выпуска, было
изготовлено около 1500 таких образцов дизельного двигателя.
Второе действо модернизации дизельный двигатель с
турбокомпаундом претерпел в 2001 году. В выпуск пошел новый дизельный,
двенадцатицилиндровый двигатель DT -12 02. Его сделали на основе
обыкновенного турбо-дизельного двигателя, прибавив 50 лошадиных сил мощности и
получив 470 лошадиных сил.
Новый образец двигателя порадовал автопроизводителей. В 2002
году двигатель, оснащенный турбокомпаундом, был установлен на грузовики фирмы
Volvo. Такой двигатель получил название D12D и его мощность достигала 500
лошадиных сил – это на 40 лошадиных сил больше, чем имелось у обычного
турбо-дизельного двигателя D12C.
У фирмы Scania в наличии имеется большой выбор двигателей
разных мощностей, в диапазоне от 220 до 580 сил, объемами 9, 11, 12 и 16
литров. Некоторые 12 литровые двигатели с мощностью 440 и 470 лошадиных сил
изготавливаются турбокомпаундными и устанавливаются на грузовики по пожеланиям
клиента.
Турбокомпаундные двигатели будут существовать еще много
времени, но вместе с ними прогресс не стоит на месте и проектируются еще многие
другие типы двигателей.
Принцип работы турбокомпаунда
В дизельном движке, оборудованном турбокомпаундом, топливо
во время сгорания выделяет энергию. Энергия выделяется в тепловом виде. Но
далеко не всё количество энергии задействовано для совершения вращения
коленчатого вала, а всего 44 процента. Около 21 процента энергии «съедает»
система охлаждения. А остальные 35 процентов энергии, вместе с отработанными
газами вылетают в виде выхлопа. Когда отработавшие свое газы выходят из камеры
сгорания двигателя, то их температура приближена к отметке около 700 градусов
по Цельсию. Дальше газы проходят через турбину компрессора и их температура
равна приблизительно 600 градусов. Т.е, какое-то количество энергии ушло на
приведение в рабочее состояние турбины. Но все-таки в газах энергия еще есть.
Чтобы использовать этот остаток, нужно на пути газа сделать еще одну турбину, а
от турбины создать привод, который приводит в действие коленвал. На выходе из
дополнительной турбины температура понижается до 490 градусов по Цельсию. В это
время у двигателя повышается мощность и крутящий момент.
Схема принципа действия турбокомпаунда
Первый этап: выхлопные газы, идущие их выпускного
коллектора, приходят в систему. В это время температура газов приблизительно
равна 700 градусам.
Второй этап: выхлопные газы задействуются для привода
обычного турбокомпрессора. В обычном компрессоре энергия – повышает
эффективность горения топлива, тем самым увеличивая мощность и крутящий момент
в двигателе. Далее выхлопные газы отправляются в блок турбокомпаунда. А в
обычном двигателе они бы потратились впустую.
Третий этап: во время входа в турбокомпаундный блок, газы
имеют температуру около 600 градусов. Энергия газов разгоняет вторую турбину до
оборотов, примерно равных 55000 в минуту. Во время выхода газов из турбины,
температура составляет около 500 градусов. После этих действий газы уходят
через стандартную систему выпуска.
Четвертый этап: вращательное движение турбины передается с
помощью пары понижающих, передаточных устройств. Эти устройства – это гидравлическая
муфта и механические передачи. Муфта является согласующим элементом между
частотами вращения турбину компаунда и маховика.
Пятый этап: во время передачи движения турбины маховику,
частота вращения турбины снижается приблизительно до 1900 оборотов в минуту.
Шестой этап: на маховике повышается вращательный момент, и
его работа становится плавной и устойчивой.
