Warum erzeugt ein turboaufgeladenes Auto nur unter Last einen signifikanten Schub? Hat das etwas damit zu tun, wie viel Abgas produziert wird, oder gibt es eine Art Ventilmechanismus, der dies steuert?
Das heißt, wenn der Motor mit 3000 U / min im Leerlauf läuft, wird nicht so viel Schub erzeugt wie der Motor mit 3000 U / min, wenn das Auto im Gang bergauf gezogen wird.
Antworten:
Lassen Sie mich mit einem hervorragenden Buch zum Thema beginnen: Corky Bell's Maximum Boost . Es gibt eine fundierte Behandlung der Grundlagen des Turboladerbetriebs sowie einige datierte und esoterische Anwendungen, die noch interessant sind. Zum Beispiel finde ich die Diskussion über die Turboaufladung verschiedener Vergasertypen von intellektuellem, wenn nicht sogar praktischem Interesse.
Um die in Ihrer Frage angesprochenen Punkte zusammenzufassen, sind hier einige der wichtigsten Aspekte des turboaufgeladenen Motors von Interesse:
Der Luftstrom : Denken Sie daran, dass ein Verbrennungsmotor im Grunde eine Luftpumpe ist. Wenn es sich um einen Motor handelt, der "unter Last" läuft, können wir davon ausgehen, dass Sie die Drosselklappe geöffnet haben. Wenn Sie beispielsweise bergab rollen, müssen Sie nicht auf den Gashebel drücken, damit der gesamte Einlass- / Auslassweg eine kleinere Luftmasse pumpt. Wenn Sie jedoch bergauf fahren, müssen Sie die Drosselklappe öffnen (Gas geben) und dem Einlass Luft hinzufügen. Dies bewirkt, dass der Motorcomputer dem Gemisch Kraftstoff hinzufügt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird zur Energiegewinnung verbrannt. Das Abgas dieser Verbrennung geht dann weiter zu ...
Die Turbine : Dies ist ein Teil, der aussieht wie die Vorderseite eines Strahltriebwerks, das im Abgaspfad sitzt. Die Turbine sitzt an einem Ende einer sich drehenden Welle. Auf der anderen Seite ist der Kompressor. Das ist der Teil, der den Schub auf der Einlassseite des Motors bewirkt. Je mehr Abgas an der Turbine vorbeiströmt, desto mehr will sie verdichterseitig schleudern und aufladen. Es gibt jedoch auch ...
Das Wastegate : Dies ist ein Ventil, das auch im Abgaspfad sitzt. Es bietet eine Abkürzung für den Auspuff, wenn der Motor zu diesem Zeitpunkt nicht wirklich aufgeladen werden muss. Dies kann für die Steuerung des Spitzenladedrucks verwendet werden (zu viel Ladedruck kann Ihren Motor physisch zerstören). Hierbei kann es sich um ein rein mechanisches Federventil handeln, das bis zu einem bestimmten Überdruck im Ansaugweg geschlossen bleibt und sich dann mit zunehmendem Ladedruck zunehmend öffnet. Es könnte auch unter der direkten Kontrolle des Motorcomputers stehen. Zum Beispiel war mein Auto (auf Lager) sehr ärgerlich, weil es sich weigerte, im dritten Gang den Spitzenschub beizubehalten. Es würde sich auch weigern, mit Teilgas über einen bestimmten Punkt hinaus zu beschleunigen. Der Motorcomputer sagte effektiv "Nein, das ist genug Spaß für jetzt."
Wenn ich zum Beispiel mit dem Fuß vom Gas bergab fahre, ist die Drosselklappe geschlossen. Es gibt nicht genug Luftmasse, die durch den Einlass- zum Auslasspfad strömt, um den Turbolader durchdrehen zu lassen, Wastegate oder nicht.
Die Szene ändert sich jedoch am Fuße des Hügels, als wir den nächsten Anstieg erklimmen. Ich muss den Gashebel öffnen, um den Hügel hinaufzukommen. Wenn ich in einem niedrigen Gang bin, werden die Drehzahlen höher sein, die Abgasenergie wird höher sein und die Turbine wird sich bis zum Anschlag drehen. Da ich jedoch für die gleiche Beschleunigung Teilgas im unteren Gang benötigen würde, könnte mein Motorcomputer ab einem bestimmten Punkt ein Vetorecht verhängen und das Ladedruckregelventil öffnen.
Wenn ich einen hohen Gang eingelegt habe, sind die Drehzahlen niedriger und ich muss den Gashebel weit aufdrehen, um den Berg hinaufzukommen. Das Abgasvolumen und die Abgasgeschwindigkeit sind jedoch gering und es ist möglich, dass ich nicht genug Energie für den Turbo habe, um einen signifikanten Überdruck zu erzeugen (z. B. ungefähr 40 Meilen pro Stunde in meinem Auto). Auch wenn ich in dieser Situation wirklich einen Schub geben möchte, werde ich das nicht können.
Du hast es so ziemlich erraten, und wenn du es nicht getan hast, ist Wikipedia dein Freund .
Zusammenfassend arbeitet der Turbolader mit zwei Turbinen, die mit derselben Drehachse verbunden sind. Eine Turbine wird von den Abgasen gedreht, wodurch sich die andere Turbine dreht. Der zweite ist, was die Luft in den Einlass des Motors drückt.
Bei Leerlaufdrehzahl gibt es kaum einen Auspuff, der einen Schub erzeugt. Gas öffnen => mehr Luft durch den Motor => mehr Abgas => mehr Schub.
Nicht genau ... Denken Sie daran, dass nicht alle Turbomotoren Wastegates verwenden.
Was passiert ist, dass Ihr Motor mit 2000 U / min ohne Last dreht. Jetzt setzen Sie eine Last auf, die Drehzahl sinkt, und um sie wieder auf 2000 U / min zu bringen, müssen Sie eine Drosselklappe hinzufügen, die Kraftstoff in den Motor ablässt. Wenn Sie Kraftstoff ablassen, dreht sich die Turbine durch Erhöhen des Verbrennungsdrucks und letztendlich des höheren Abgasdrucks schnell und erzeugt mehr Schub, wodurch der Verbrennungsdruck noch weiter ansteigt (mehr O2 ist jetzt verfügbar). Sehen Sie, bei einem Motor ohne Last macht der Turbo auch ohne Wastegate nicht viel.
und um es hier etwas komplizierter zu machen, funktioniert es bei einem Dieselmotor ähnlich, aber anders. Bei einem Diesel gibt es keine Ansaugluftregelung, die Ansaugung ist immer uneingeschränkt und die Leistung wird durch die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt. Dies ist der Grund, warum bei der Drehzahl des Diesels viel Rauch ausgestoßen wird, bis der Motor aufgeholt hat. Turbodiesel verlassen sich auf den Turbolader selbst als eine Form der Ansaugluftregulierung.
Der Motor Ihres Autos benötigt mehr Kraftstoff, um den Motor unter Last auf 3000 U / min zu drehen, anstatt im Leerlauf zu drehen. Das ist die kurze Antwort.
Mehr Kraftstoff bedeutet mehr Abgas, was mehr Schub bedeutet. Wenn Sie dagegen im Leerlauf drehen, wird viel weniger Kraftstoff und daher viel weniger Abgas zum Drehen des Turbos verbraucht. Dies ist auch der Grund, warum Ihr Auto bei Bergauffahrten schwerer ist als bei Bergabfahrten.
Außerdem würde das Managementsystem Ihres Autos wahrscheinlich Ihr Wastegate / Blow-ff-Ventil ausschalten, wenn Ihr Gas weggenommen wird. Es ist ein Sicherheitsmerkmal.