FAQ:hur fungerar en turbo?"

[M frändberg]

1 motorns avgaser blåses ut ur cylindrarna med högt tryck. I stället för att gå i spillo i avgasröret leds de via ett litet skovhjul-en turbin

2 turbinhjulet börjar rotera fort gärna upp till 100 000r/min: hjulet är via en axel förbundet med ett kompressorhjul i andra änden av turbon

3 Kompressorhjulet, som roterar lika fort, suger luft från luftfiltret och trycker in den i insugsröret

4 Ju mer gas på drag desto högre tryck får avgaserna, och desto mer tryck ger turbon till insugsluften. Trycket byggs upp successivt, det kan behövas många motorvarv innan turbon laddar fullt. Därför har turbonladdade motorer en viss fördröjning mellan gaspådarag och respons.

5 Laddtrycket på insugssidan balanseras av motståndet från turbinen på avgassidan. I stort märker inte motorn så mycket av överladdningen den jobbar ungefär som vanligt fast i en miljö med högre tryck. Vinsten är att vi fått in mer luft i cylindrarna, luft som kan reagera med mer bränsle. Samtidigt har vi såklartfått högre tryck inuti cylindrarna. Faktiskt skadligt högt. Därför ges turbomotorer lägre kompression

6 En diselmotor mår ännu bättre av turboladdning än en bensinare. Diseln villl alltid ha maximalt med luft, bensinmotorn stryper tillförseln med sitt gasspjäll i insugsröret

7 Lufften som komprimeras blir varm. I varm luft är det glest mellan molekylerna och hela poängen med turbon är ju att vi vill få in så många luft molekyler i motorn som kan reagera med bränslet. Alltså är det smart att kyla ned den kompreimerade luften, så att den blir "tätare" . Vi moterar en helta vanlig kylare på luftröret mellan turbons kompressor och insugsröret. Arrangemanget kallas intercooler och kan lätt höja motor effekten med 10%

Ur tekninkens värld

det är bara att fylla på e

[jonTe]

Varvtalsangivelsen är lite låg, så "lite" varvar inte ens våra feting Holset som skall leverera luft till 12liters motorvolym.
Siffran bör snarare fördubblas.

[M frändberg]

200 000r/min: ?

[Ennet]

Kanske en länk till HowStuffWorks för den som vill ha mer information? Där finns även bra bilder på hur det fungerar.

http://auto.howstuffworks.com/turbo.htm

Mattias

[SaabJohan]

Kompressorhjulet har i regel en maximal periferihastighet kring 500-600 m/s (1800-2200 km/h), varvtalet beror på hur stort aggregat man har.

[33920]

måhända att jag är en skvätt onykter, men menar du inte att periferihastigheten är olika beroende på storlek på aggregat/kompressor/turbinhjul?

det maximala varvtalet är väl ungefär lika oberoende av storlek på aggregat?

Men som sagt, jag e inte helt 100 i huvet just nu...

Hare bäst o så // Crl

[Fredrik.j]

Jo det menar har.
Det är ju massan i turbin hjulen som bestämmer max rpm och ju mindre de är desto snabbare snurrar dom.
Men det finns ju en gräns för hur snabbt dom kan snurra också utan radikala förbättringar av lager m.m.

[J.K Nilsson]

Periferihastigheten bestämms av den lokala ljudhastigheten. När en del av en kompressor när ljudhastigheten uppstår lustiga pumpfenomen. Gasströmen ändrar riktning snabbt och kan därför snabbt förstöra luftsystemet.

J.K Nilsson

[SaabJohan]

Periferihastigheten är relativt lika för olika aggregat, om man tar hänsyn till vilka specifika arbeten som ska utföras. Varvtalet kan sägas vara ett resultat av periferihastigheten man använder, inte tvärtom. Periferihastigheten hos kompressorhjulet kan bli högre än den lokala ljudhastigheten under vissa förhållanden. Dessa har då normalt en speciell design för att minimera de shockvågor som uppkommer, detta har man använt i gasturbiner under en längre tid.

Då centripetalkrafterna följer periferihastigeheten i kvadrat så är det ju ganska självklart vad det största problemet mot ökade periferihastigheter är. För att få ex. en kompressor som tål att varvas högt så kan man använda exempelvis billet-frästa impellrar i höghållfast aluminium eller titan.

Hastigheterna jag nämnde i inlägget tidigare kommer ifrån ett SAE papper (870701) om utvecklingen av Garretts turboaggregat som användes i F1 under 80-talet. Den lägre hastigheten var en typisk hastighet för ett vanligt diesel-aggregat medans den högre var för ett F1 aggregat.

För en turbin gjord av inconel så ligger den maximala periferihastigheten vid ca 500 m/s, men hur lång livstid som önskas och vilka avgastemperaturer som ska användas påverkar. Med en turbininloppstemperatur av 1100 grader C så kan man exempelvis få en turbin av inconel 713LC att haveriera av krypning på en halvtimme medans vid 900 grader så klarar den 1000 timmar.

Man kan säga, att om man antar vissa konstanter på adiabatisk och mekanisk verkningsgrad och "stage loading" (förhållandet mellan gashastighet och bladhastighet) så beror en turbins, eller kompressors specifika arbete på hur höga bladhastigheter man kan ha. Detta kan härledas med hjälp av Eulers turbomaskinekvation som påstår att specifika arbetet, ∆h är lika med blad hastigheten, U gånger en tangentiell komponent av gashastigheten vid inlopp respektive utlopp, dvs ∆h=U1*C1-U2*C2. Då bladhastigheten är störst vid inloppet för turbinen, och utloppet för kompressorn så skulle man approximativt kunna anta att ∆h=U*C för inloppet för turbinen respektive utloppet för kompressorn. Med antaganden om verkningsgraderna så går ∆h att relatera till tryckförhållanden möjliga, och därmed hur mycket laddtryck en viss turbo kan ge med en viss periferihastighet.

[Rickard]

Kan ju tillägga att man få kortare Spoolup med en mindre snurra och/eller ett mindre avgashus.

Laddtrycket kan ju öka i oändlighet tills något i motorn säger stopp, eller turbon inte klarar att leverera mer luft, därför måste man kunna reglera turbotrycket på något sätt.

Detta görs genom en Wastegate. På alla (original) Saab utom tidiga turbo med B-motor sitter det en intern (inbyggd) Wastegate i turbon. Detta är en klaff som öppnas av en Tryckklocka.

När motorstyrningen ger signal via magnetventilen så öppnar tryckklockan wastegaten och släpper förbi avgaserna (ut i avgassystemet) som annars skulle satt fart på turbinhjulet. På vissa lättrycksturbo är tryckklockan direkt förbunden med en nippel (nr: 3) på kompressorhuset. Ju högre laddtryck desto mer öppnar tryckklockan wastegaten. Därför behövs ingen magnetventil till att styra laddtrycket. Det sköts m a o helt mekaniskt.

Extern wastegate fungerar på samma sätt fast de är åtskilda från turbon. De sitter då strax innan turbon. De har ofta en kolv som öppnar vid för höga laddtryck.

Grundladdtryck är det laddtrycket som krävs för att öppna wastegaten via tryckklockan.

Reglering av grundladdtryck görs på tryckstången till tryckklockan, ju hårdare förspänning desto mer laddtryck krävs för att öppna wastegaten. En tryckklocka har ett visst arbetsområda så man kan inte använda en tryckklocka som är anpassad till 0.43bar i gr.ladd.tr, till att användas med 0,8bar i grundtryck.

Lite illustrationer för att lättare förstå namnen.


2 = Slang till Magnetventill eller Tryckklocka
5 = Wastegatestång
7 = Turbinhus (Avgashus)
8 = Tryckklocka
12 = Kompressorhus
19 = Wastegate (hus)
20= Core (lagerhus)
22 = Kompressor (impeller)
23 = Turbinaxel
31 = Axiallager
33 = Lager
34 = Olja in


Mvh
Rickard

[M frändberg]

1 motorns avgaser blåses ut ur cylindrarna med högt tryck. I stället för att gå i spillo i avgasröret leds de via ett litet skovhjul-en turbin

2 turbinhjulet börjar rotera fort gärna upp till 100 000r/min: hjulet är via en axel förbundet med ett kompressorhjul i andra änden av turbon

3 Kompressorhjulet, som roterar lika fort, suger luft från luftfiltret och trycker in den i insugsröret

4 Ju mer gas på drag desto högre tryck får avgaserna, och desto mer tryck ger turbon till insugsluften. Trycket byggs upp successivt, det kan behövas många motorvarv innan turbon laddar fullt. Därför har turbonladdade motorer en viss fördröjning mellan gaspådarag och respons.

5 Laddtrycket på insugssidan balanseras av motståndet från turbinen på avgassidan. I stort märker inte motorn så mycket av överladdningen den jobbar ungefär som vanligt fast i en miljö med högre tryck. Vinsten är att vi fått in mer luft i cylindrarna, luft som kan reagera med mer bränsle. Samtidigt har vi såklartfått högre tryck inuti cylindrarna. Faktiskt skadligt högt. Därför ges turbomotorer lägre kompression

6 En diselmotor mår ännu bättre av turboladdning än en bensinare. Diseln villl alltid ha maximalt med luft, bensinmotorn stryper tillförseln med sitt gasspjäll i insugsröret

7 Lufften som komprimeras blir varm. I varm luft är det glest mellan molekylerna och hela poängen med turbon är ju att vi vill få in så många luft molekyler i motorn som kan reagera med bränslet. Alltså är det smart att kyla ned den kompreimerade luften, så att den blir "tätare" . Vi moterar en helta vanlig kylare på luftröret mellan turbons kompressor och insugsröret. Arrangemanget kallas intercooler och kan lätt höja motor effekten med 10%



det är bara att fylla på e

[cedete]

Grundladdtryck är det laddtrycket som krävs för att öppna wastegaten via tryckklockan.

Reglering av grundladdtryck görs på tryckstången till tryckklockan, ju hårdare förspänning desto mer laddtryck krävs för att öppna wastegaten. En tryckklocka har ett visst arbetsområda så man kan inte använda en tryckklocka som är anpassad till 0.43bar i gr.ladd.tr, till att användas med 0,8bar i grundtryck.

Fiskade opp en halvgammal tråd här. För jag har lite svårt att greppa det här med grundtryckets relation till max laddtryck (tänker antagligen i fel banor).

Om en eftermarkadsklocka har ett "arbetsområde 0,8-1,4 bar", då förstår jag det som att det krävs 0,8 bar för att få fjädern att ge med sig. Rätt?

I så fall; hur jättestort arbetsområde kan en originalklocka i en 9000 Aero tänkas ha? (Eller 9-5 Aero etc..)

/jn

[KK]

Om en eftermarkadsklocka har ett "arbetsområde 0,8-1,4 bar", då förstår jag det som att det krävs 0,8 bar för att få fjädern att ge med sig. Rätt?

I så fall; hur jättestort arbetsområde kan en originalklocka i en 9000 Aero tänkas ha? (Eller 9-5 Aero etc..)

Hej,

Har svårt att tänka mig att en och samma fjäder skulle kunna ge 0,8-1,4 bar GLT. Däremot skulle jag tro att den tryckklockan antingen levereras med, eller finns att få med, fjädrar som klarar mellan 0,8-1,4 bar.

Originaltryckklockorna gillar att ligga enligt spec, d v s runt 0,4-0,45 bar. Det går att höja men man riskerar skenande grundladd eftersom slaglängden är för kort.

Mvh

KK

[cedete]

Så en tryckklockas "arbetsområde" har alls inte att göra med hur mycket kraft som krävs för att klockan ska öppna WG(?). Utan istället är "arbetsområdet" där maxtryck skall ligga.

Hur ska man då förstå en klocka som är "förinställd för 0,6 bar grundladdtryck"? Vaddå förinställd?

/jn

[RonnyO]

Hur ska man då förstå en klocka som är "förinställd för 0,6 bar grundladdtryck"? Vaddå förinställd?

/jn

En viss klocka med en viss fjäder kan ju specas till ett visst glt vid en specifik förspänning, säg 2mm.