Турбина с электрическим мотором

Видео:Электро турбина на АВТО!!Скачать

Фирма Garrett создала электрический турбокомпрессор

По идеологии новая система близка к электрическим турбинам, используемым в современной Формуле-1.

Компания Garrett построила собственную систему электрического наддува E-Turbo. По схеме она отличается от подобных систем у Мерседесов и Audi, использующих компоненты от своих партнёров BorgWarner и Valeo, соответственно. У немцев электрический нагнетатель представляет собой отдельный узел (электромотор плюс воздушная крыльчатка). Он не заменяет классический турбокомпрессор (а то и не один), а только дополняет его. В системе от Garrett электромотор установлен на валу турбокомпрессора между турбинным и компрессорным колёсами.

По информации производителя, опыт с одной из моделей показал, что E-Turbo позволяет поднять мощность на 16%, а крутящий момент на 10,5%. При раскрутке с низких оборотов мотор выходил на заданную планку момента за одну секунду вместо 1,5 без системы E-Turbo, а время ускорения с 60 до 100 км/ч сократилось с 11 до 8,8 с. Ещё новый узел позволяет почти во всём диапазоне оборотов использовать стехиометрическую смесь (с полным сгоранием топлива). В целом же новация сулит повышение не только динамики разгона, но эффективности силовой установки на 2-4%. Помимо того, E-Turbo якобы хорошо подходит для ДВС в составе гибридов, работающих на обеднённых смесях и для перспективных бензиновых моторов с воспламенением от сжатия.

Фирма Garrett ведёт переговоры с разными компаниями о внедрении E-Turbo на их моделях и утверждает, что уже в 2021 году первая из них выйдет в свет. Разработчики говорят, что система E-Turbo может стать важным элементом в стратегии производителей с целью обеспечить выполнение ещё более жёстких норм по выхлопам Euro 7 (их внедрение ожидается примерно в 2025 году). Добавим, что темой электрических нагнетателей занимаются многие автопроизводители, например, Alfa Romeo, Mazda, Volvo, Hyundai, KIA и Ferrari.

Видео:Авто электрическая турбина турбо вентилятор турбо зарядное устройство TanСкачать

Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками. Только реальная правда

Если немного забежать вперед по теме – то получается, что сейчас все турбированные двигатели используют механические компрессоры воздуха, у такого подхода есть много плюсов и много минусов. Но недавно многие компании стали задумываться над электро турбинами, которые не будут использовать отработанные газы авто, а также не будут иметь механических подключений и приводов, а нагнетать воздух будет электродвигатель, который будет «питаться» от бортовой системы …

Задумка неплохая! Ведь можно избежать многих минусов механических систем, особенно турбин которые работают от отработанных газов, такие как:

Если подвести черту, можно понять что механические системы, далеки от идеала. Конечнокомпрессоры которые работают от приводов, будут надежнее. Однако и у них есть минусы, это тот же привод который использует для работы обычный ремень, который со временем изнашивается.

В общем, подумали разработчики и поняли, что механику можно заменить на электрику! Или нельзя?

Видео:Электро Турбины! Спасение ДВС!Скачать

Принцип строения

Нужно отметить, что сейчас некоторые немецкие производители имеют в строении своих моторов такие нагнетатели.

Принцип здесь прост – ставится мощный «вентилятор», который создает давление примерно от 0,5 атмосферы (а возможно и более). Запитан от электро системы автомобиля, он нагнетает в двигатель дополнительный кислород необходимый для увеличения мощности. С настройками подачи топлива, можно добиться существенного прироста – около 20 – 30 %.

Электро турбину стоит настраивать и на определенные обороты, например на холостых она должна работать медленнее, а на высоких оборотах соответственно быстрее. Получается чуть ли не идеальная система! Но в чем же подвох, где минусы? И знаете, они есть.

Видео:Сделал на авто турбину из болгарки. Решение как дёшево поднять мощность.Скачать

Минусы электрического варианта

Многие мои читатели думают – что сделать такую систему очень просто, нужно взять какой-нибудь кулер и вставить его в патрубок забора воздуха и вот оно счастье! Такие «чудо-кулеры» продаются, как правило в китайских интернет магазинах, про такие типы поговорим ниже.

Однако ребята тут не все так просто. В нормальном (на холостых) режиме, атмосферный двигатель 1,6 литра потребляет примерно 300 – 400 литров воздуха за час работы. А на больших оборотах скажем в 4000 – 5000 умножаем эту цифру на 4 – 5, то есть 1200 – 1600 литров. Просто представите этот объем! Если вычислить минутное потребление 300/60 = 5 литров в минуту, или 20 при больших оборотах.

Так вот – электро турбина должна увеличивать эту цифру, а не тормозить ее! Если вы поставите слабый двигатель, он не будет нагнетать нужное давление, а создаст эффект «воздушной пробки», то есть он своими лопастями будет тормозить приток воздуха в двигатель – мешать нормальному проходу.

А теперь представьте, какой нужен электрический вариант двигателя для нагнетания такого объема! Повторюсь для повышения производительности нужно хотя бы 6 – 7 литров воздуха на холостых, и 25 на высоких и это для 1,6 литрового варианта, для больших объемов нужно больше.

Читайте также: Лодочные моторы в трубчевске

Если провести аналогию с немецкими производителями, то там применяется как минимум бесколлекторный 0,5 КВт электромотор, который вращается с бешенными оборотами, может достигать до 20 000 и его способности к давлению составляют от 1 до 5 атмосфер.

Для более мощных автомобилей, применяются более мощные двигатели до 0,7 КВт.

Как становится понятно штатный генератор может и не потянуть такое потребление электричества, поэтому его заменяют на более мощный, либо ставят дополнительный.

А как известно высокое потребление энергии просто тормозит генераторы, а значит и увеличивает торможение двигателя, что скажется на его отдаче, понижается КПД.

Однако, проведенные эксперименты выявили рост производительности, примерно на 20 – 30% это существенно. Но из-за сложности и дороговизны устройств, применение на автомобилях пока не имеет массового производства.

Например, механические компрессоры намного дешевле и производительнее. Иногда разница в цене может достигать 5 – 7 раз.

Видео:ТУРБОНАДДУВ с помощью СТАРТЕРАСкачать

Пару слов о китайских электро турбинах

Буквально 2 года назад, «автоинтернет» просто взорвался от электрических турбин из Китая. Предлагалась небольшая «штуковина», которая устанавливалась в разрыв шланга воздухозабора, которая якобы нагнетала воздух с давлением в двигатель, обещанное увеличение мощности аж до – 15%! Сам двигатель представлял из себя непонятный кулер, ни потребление электричества, ни обороты, ни прокачиваемый воздух – показателей не было. Если разобрать его даже визуально, то становится понятно – что это кулер на подобии продвинутых компьютерных, ну что он может увеличить? НИЧЕГО! Так что просто не покупаем – это РАЗВОД.

Сейчас конечно на тех же китайских сайтах начинают появляться другие электро турбины, многие сделаны даже в форме улитки – аля механический компрессор. Но опять же нет ни показателей давления, ни потребления, ни перекачки воздуха. Думайте, прежде чем покупать. Смотрим познавательный ролик.

Видео:Результаты установки электро турбины.Скачать

Можно ли сделать электро вариант своими руками

Гипотетически можно, причем многие такое устанавливают на свой автомобиль. Лично я также задумывался над установкой на свой авто, но цена меня остановила.

Вам нужно решить рад пунктов:

1) Однозначно установка мощного генератора, что на иномарку уже дорого.

2) Мощный и компактный электромотор, желательно бесколлекторный именно он отдает большие обороты при оптимальном потреблении энергии. Лично я видел такие для компактных моделей, однако мощностью от 0,5 Квт стоит также не дешево.

3) Крыльчатка и корпус. Также нужно сделать самому либо купить, для максимального нагнетания воздуха. Также непростая задача.

4) Ну и конечно стабилизатор или инверторы, для питания электромотора.

Задачи не простые, на некоторые иномарки нет мощных генераторов, так что сделать очень сложно!

Но многие умельцы, в гараж устанавливают на свои автомобили, прирост мощности действительно можно достичь до 20 – 30 %.

Причем многие ставят дополнительный датчик потребления воздуха в патрубок перед турбиной, он «видит» прокачиваемый объем и автоматически регулирует большую подачу топлива (подает значения в ЭБУ), для обогащения топливной смеси. Так что прошивка может и не понадобиться.

Если подвести итог, получается – электро турбина на авто, это возможно, даже скажу больше ее можно сделать своими руками, однако не все так просто и часто «игра не стоит свеч». Ведь вам нужно переделать не только электро систему автомобиля, но и систему подачи топлива, возможно нужна прошивка ЭБУ.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Видео:ГазоТурбинный Электромобиль - Технология которая изменит мир! Ariel Hipercar с технологией CatGenСкачать

Электро-турбина: характеристики, принцип действия, плюсы и минусы работы, советы по установке своими руками и отзывы владельцев

В условиях ужесточаемых экологических норм автопроизводители вынуждены разрабатывать способы повышения экологичности и эффективности двигателей при сохранении производительности. В связи с этим получили распространение системы принудительной индукции. Если в прошлом их применяли для повышения производительности, то теперь используют в качестве средства улучшения экономичности и экологичности. Благодаря наддуву можно достичь тех же показателей, что на атмосферных моторах, при меньшем количестве цилиндров и меньшем объеме. То есть наддувные двигатели более эффективны. Другой метод — применение электрической энергии как в отдельности (электродвигатели), так и в комбинации с ДВС (гибридные силовые установки). В данной статье рассмотрены электротурбины, совмещающие данные подходы.

Видео:Электро турбина 0.2bar с Aliexpress. Турбо за час. Mazda 3 bk 2.0 турбро.Турбо по новому.Скачать

Общие особенности

Неэлектрические системы принудительной индукции по источнику энергии классифицируют на турбокомпрессоры и нагнетатели. Электрические системы основаны на них и нацелены на улучшение производительности при переходных процессах и минимизацию лагов.

Электронагнетатель, согласно Honeywell, представляет собой приводимый электродвигателем компрессор, который устанавливают на оснащенный наддувом мотор. То есть это дополнительное устройство для турбодвигателя. Электротурбина — аналог механической турбины. Привод в данном случае может быть реализован по-разному.

Согласно классификации исследователей Висконсинского университета в Мадисоне, электрические системы принудительной индукции по конструкции и принципу функционирования дифференцируют на следующие виды:

• электрические нагнетатели (EC/ET/ES);
• турбины с электроассистентом (EAT);
• электрически разделенные турбины (EST);
• турбины с дополнительным компрессором с электроприводом (TEDC).

Видео:Chevrolet Malibu 12.2019г.в. на продажу. Двигатель 1.5л турбо бензин.Скачать

Конструкция

Приведенные выше типы электротурбин имеют различное устройство. Это заключается в разных схемах расположения компонентов, в отличиях их технических параметров и т. д.

Читайте также: Не запускается мотор колесо

EC представляет собой приводимый электромотором компрессор. Это упомянутый выше электронагнетатель. Электропривод обеспечивает наибольшую гибкость контроля и возможность эксплуатации компрессора в оптимальной рабочей точке. Однако для этого требуются мощные электрические компоненты.

В EAT высокоскоростной электромотор установлен между турбиной и компрессором, обычно на валу. Ввиду того, что он не является основным источником энергии, используются электрические компоненты малой мощности. Это обуславливает невысокую стоимость. К тому же такие турбокомпрессоры имеют способность самоопределения положения ротора и характеризуются хорошими генерирующими и моторными возможностями. Основной проблемой является высокотемпературное воздействие на электромотор, особенно если он установлен внутри корпуса.

Существуют различные методы ее решения. Например, BMW установила сцепления для обеспечения возможности подключения и отключения электродвигателя от вала. Благодаря этому мотор можно разместить за пределами турбины. G+L inotec использовала двигатель с постоянными магнитами с большим воздушным зазором, который также может находиться снаружи. Внутренний диаметр статора равен внешнему диаметру компрессора, а внешний диаметр ротора – выходному диаметру вала. Воздушный зазор может выполнять роль впускного воздушного канала. Это обеспечивает преимущества с точки зрения охлаждения, инерции и термического эффекта. Кроме того, по термоустойчивости и терморегулированию индукционные электромоторы, с переменным магнитным сопротивлением, универсальные коллекторные более предпочтительны в сравнении с двигателем с поверхностными постоянными магнитами.

В EST турбина и компрессор не соединены валом, и каждый из них оснащен электродвигателем. Это обеспечивает возможность работы компрессорного и турбинного колес с различными скоростями. Данная конструкция имеет преимущества, аналогичные ET, но, в отличие от нее, способна генерировать энергию. Кроме того, она отличается меньшим температурным эффектом ввиду разделения компрессора и турбины, а также отсутствием дополнительной инерции от турбины и ее вала. Разделение турбины и компрессора выгодно с точки зрения компоновки, так как позволяет оптимизировать путь воздушного потока. Однако такая технология также требует мощных электромотора, генератора и инверторов для удовлетворения соотношения крутящий момент/инерция, что сказывается на стоимости.

TEDC представляет собой механическую турбину с дополнительным компрессором, приводимым электромотором. По расположению компрессора относительно турбины данные системы классифицируют на варианты выше и ниже по потоку (над и под турбиной соответственно). В целом они характеризуются значительно лучшей отзывчивостью при переходных процессах на «низах» ввиду независимости электродвигателя от инерции турбины и вала. Причем TEDC в нисходящем потоке в данном отношении превосходят варианты в восходящем ввиду того, что последние отличаются большим объемом для поддержания давления. Еще одно достоинство электротурбин данного типа состоит в минимальных отличиях от механических.

Видео:"Турбина" с Aliexpress в копейку / Новая мойка Bort BHR-2000-Pro в гаражСкачать

Принцип функционирования

Приведенные типы электротурбин различаются принципом работы. Так, по-разному реализован привод, некоторые из них способны вырабатывать энергию и т. д.

В EC компрессор приводится электродвигателем. Такая система не способна генерировать энергию, но для ее накопления может быть объединена с системой рекуперативного торможения или встроенным генератором стартера.

В EAT на низких оборотах электромотор обеспечивает дополнительный крутящий момент компрессору для повышения давления наддува. На «верхах» он вырабатывает энергию, которая может передаваться на хранение. К тому же электродвигатель может предотвратить превышение турбиной предельной скорости. Однако возможно возникновение эффекта высокого противодавления, что компенсирует извлеченную из выхлопных газов энергию.

Ввиду возможности генерации электроэнергии из отработанных газов такие турбокомпрессоры называют гибридными. На легковых автомобилях в зависимости от цикла движения они могут создать от нескольких сотен Вт до кВт. Это позволяет заменять генератор, экономя топливо.

В EST энергия отработанных газов не приводит компрессор непосредственно, а преобразуется в электрическую энергию с использованием генератора. Компрессор приводится накопленной энергией.

В TEDC электродвигатель функционирует независимо от турбины, а приводимый им дополнительный компрессор служит для повышения наддува на «низах».

Видео:Электро Компрессор плюс Турбина! Новая Эра Гибридных Двигателей!Скачать

Конструктивные и функциональные отличия

Принципиальные отличия рассмотренных электрических систем принудительной индукции объединены исследователями Висконсинского университета в Мадисоне в графическом и табличном виде. На рисунке, размещенном ниже, представлены схемы их устройства (a — EAT, b — EC, c — EST, d — TEDC вверх по потоку, e — TEDC вниз по потоку).

Таблица отражает основные положения устройства. К ним относятся источник энергии, привод компрессора, мощность электрических компонентов. К тому же важны такие качества, как габариты и температурный эффект.

Отработанные газы / батарея

Отработанные газы / батарея

Отработанные газы / батарея

Мощность электомотора и инвертора

Турбо-электрический привод компрессора

Таким образом, к электротурбинам относятся технологии EAT и EST. EC, как было отмечено — отдельный механизм, TEDC — оснащенная им обычная система турбонаддува.

Видео:Лучше бы я не собирал этот турбо мотоблок!!Скачать

Достоинства и недостатки

Привод турбины электрическим двигателем позволяет устранить основные недостатки механических турбокомпрессоров.

• Отсутствует лаг, так как электромотор может обеспечить очень высокую скорость раскрутки ротора.
• Отсутствует турбояма, обусловленная недостатком отработанных газов, так как в таком случае нехватку энергии компенсирует электромотор.
• Электродвигатель позволяет сохранить наддув при переходных процессах подобно антилагу без негативных эффектов последнего.
• Это обеспечивает обширный диапазон работы и равномерный крутящий момент.
• Некоторые типы данных механизмов способны генерировать электричество, снижая нагрузку на генератор и сокращая расход топлива.
• Возможна рекуперация потерянной энергии, как это реализовала Ferrari в двигателе «Формулы-1».
• Электро-турбины работают в более щадящих условиях и на меньших оборотах (100 тыс. вместо 200-300 тыс.).

Читайте также: Моющая присадка для мотора

Однако данная технология имеет ряд недостатков.

• Большая сложность конструкции, включающей электродвигатель и контроллеры.
• Это обуславливает высокую стоимость.
• К тому же сложность конструкции сказывается на надежности.
• Ввиду большого количества конструктивных элементов (помимо турбины сюда входит электромотор, контроллеры, батарея) такие турбокомпрессоры намного больше и тяжелее обычных.

К тому же каждый тип электротурбин характеризуется специфическими особенностями.

• Гибкость управления;
• гибкость компоновки;
• отсутствие инерции вала;
• отсутствие вестгейта;
• отсутствие противодавления

• Компактность;
• малая мощность электромотора и инвертора;
• отсутствие вестгейта

• Гибкость управления;
• гибкость компоновки;
• отсутствие инерции вала;
• отсутствие вестгейта

• Простота установки;
• отсутствие инерции вала;
• малая мощность электромотора и инвертора;
• постоянное повышение производительности

• Лучшая отзывчивость при переходных процессах;
• простота установки;
• малая мощность электромотора и инвертора;
• постоянное повышение производительности

• Высокая мощность электромотора и инвертора;
• низкая эффективность

• Необходимость дополнительного охлаждения;
• дополнительная инерция вала;
• предел ускорения наддува из-за противодавления

• Высокая мощность электромотора и инвертора;
• потери энергии при конверсии;
• предел ускорения наддува из-за противодавления;
• необходимость дополнительного места для установки

• Не очень быстрая отзывчивость при переходных процессах;
• необходимость дополнительного места для установки;
• низкая эффективность

• Необходимость дополнительного места для установки;
• низкая эффективность

По долговечности, по мнению IHI, электротурбины будут эквивалентны механическим ввиду работы в тех же условиях в более щадящем режиме при большей сложности конструкции.

Видео:Турбо Электрореактивный двигатель - Еlectric JET engineСкачать

Актуальность

Несмотря на хорошие показатели, электротурбины в настоящее время массово не используются на серийных автомобилях. Это обусловлено их высокой стоимостью и сложностью. К тому же усовершенствованные варианты механических турбин (твинскрольные и с изменяемой геометрией) обладают сходными преимуществами перед начальными модификациями (хотя и в меньшей степени) при значительно меньшей стоимости. Сейчас EST использует Ferrari в двигателе «Формулы-1». По мнению Honeywell, массовое применение электротурбин начнется в начале следующего десятилетия. Следует отметить, что электрические нагнетатели уже используются на некоторых серийных автомобилях, например Honda Clarity, так как они проще.

Видео:Как устроена паровая турбина ТЭС. Получение электричества из энергии водяного пара в 3dСкачать

Простейшие и самодельные механизмы

В начале десятилетия на рынке появились простейшие дешевые механизмы, подобные компьютерным кулерам, также называемые электрическими турбинами. Они располагаются на впуске и работают от аккумулятора. Возможно использование таких электро-турбин и на карбюраторе, и на инжекторе. По утверждениям производителей, они увеличивают поток поступающего в двигатель воздуха, ускоряя его, что дает прирост производительности до 15 %. При этом параметры (обороты, поток, мощность) обычно не указаны. Очень просто установить такие электро-турбины на авто своими руками.

Однако в действительности их электродвигатели развивают до нескольких сотен Вт, чего недостаточно для увеличения объема потока, так как для этого требуется около 4 кВт. Поэтому такое устройство станет серьезным препятствием на впуске, вследствие чего производительность, наоборот, сократится. В лучшем случае потери от него будут небольшими, что ощутимо не скажется на динамике.

Кроме того, в Интернете можно найти наработки по созданию электро-турбины своими руками. В отличие от упомянутых выше дешевых вариантов, их строят на основе центробежного компрессора и бесколлекторного двигателя мощностью до 17 кВт и напряжением 50-70 В, так как только такой мотор способен обеспечить достаточные для вращения компрессора крутящий момент и обороты. Двигатель нужно оснастить контроллером скорости вращения. Данная система не требует интеркулера – для нее достаточно холодного впуска. Установка электро-турбины такого типа, возможно, потребует замены генератора (на 90-100 А) и аккумулятора (на более емкий с высокой токоотдачей). Скорость вращения компрессора определяется положением дросселя. Причем зависимость не линейная, а экспоненциальная.

Целесообразно создавать такие электро-турбины под автомобили с малолитражными двигателями объемом до 1,5 л, что обусловлено большим энергопотреблением. Причем чем больше объем мотора, тем меньшее давление наддува сможет создать нагнетатель. Так, на 0,7-л двигателе оно будет составлять 0,4-0,5 бар, на 1,5 л – 0,2-0,3 бар. К тому же такой наддув не сможет функционировать продолжительное время на максимальной производительности ввиду нагрева. Однако контроллер можно настроить на принудительную активацию.

Ввиду высокой стоимости компонентов весьма затратно сделать такую электро-турбину. Отзывы свидетельствуют об ощутимой прибавке производительности.

С точки зрения конструкции эти механизмы, как и упомянутые выше дешевые варианты, относятся к электронагнетателям. Однако часто их ошибочно называют электротурбинами. Сейчас на рынке представлены более серьезные фирменные механизмы, близкие к самодельным.

Видео:Наддув ДВС. Как работает турбонаддув?Скачать

Резюме

Электротурбины более отзывчивы, производительны и эффективны в сравнении с механическими и обладают дополнительными функциями. При этом, с одной стороны, они имеют усложненную конструкцию, но, с другой, функционируют в более щадящих условиях.

📽️ Видео

Турбина на Альфу - Первый Запуск Турбо на ИнжектореСкачать

ПЫЛЕСОС вместо ТУРБИНЫ - СРАБОТАЕТ???Скачать

ОЧЕНЬ МОЩНАЯ ШТУКА - ИМПЕЛЛЕР 120 ммСкачать

Электронагнетатель. Дешевая турбина из пылесоса по стопам Дениса Механика.Скачать

Как ДЁШЕВО увеличить мощность АВТОМОБИЛЯ, Турбо калина часть 2Скачать