Πώς λειτουργεί ένας 4κύλινδρος κινητήρας με διπλό κύλιση και μονό υπερσυμπιεστή;

Ο τετρακύλινδρος μονός υπερσυμπιεστής Δίδυμο-Πάπυρος είναι ένα σύστημα υπερσυμπίεσης που συνδυάζει την τεχνολογία δίδυμο-πάπυρος με σχεδιασμό μονού στροβίλου για βελτίωση 

την απόκριση και την απόδοση του κινητήρα. Ακολουθεί μια λεπτομερής εξήγηση βήμα προς βήμα για το πώς λειτουργεί: 1. Βασική Δομή: Εξαρτήματα Υπερσυμπιεστή

• Τουρμπίνα: Κινείται από την εξάτμιση του κινητήρα.

• Συμπιεστής: Με την κίνηση του στροβίλου, ο πεπιεσμένος αέρας αποστέλλεται στον κύλινδρο.

• Διπλή Σπειροειδής Κυλινδρική ...

2. Χαρακτηριστικά εξάτμισης τετρακύλινδρων κινητήρων

• Σειρά Έναυσης: Οι τετρακύλινδροι κινητήρες συνήθως τίθενται σε λειτουργία με σειρά 1-3-4-2, με την εξάτμιση των γειτονικών κυλίνδρων να βρίσκεται σε απόσταση 180° μεταξύ τους.

• Παρεμβολή Παλμού Εξαγωγής: Εάν όλα τα καυσαέρια των κυλίνδρων εισέρχονται στον ίδιο σωλήνα, τα κύματα πίεσης εξάτμισης των γειτονικών κυλίνδρων θα αλληλεπιδρούν, 

με αποτέλεσμα τη μειωμένη απόδοση του στροβίλου (που ονομάζεται παρεμβολή παλμού εξάτμισης ηηηηηηηηη).

3. Σχεδιασμός διαίρεσης ροής του δίδυμο-πάπυρος

• Σύνδεση ομαδοποιημένων κυλίνδρων: δύο σπείρες συνδέουν δύο ομάδες κυλίνδρων αντίστοιχα (για παράδειγμα: ο κύλινδρος 1+4 είναι μία ομάδα, ο κύλινδρος 2+3 είναι μια άλλη ομάδα).

• Απομόνωση παλμών εξάτμισης: η εξάτμιση κάθε ομάδας κυλίνδρων εισέρχεται σε μια ανεξάρτητη κύλιση για να αποφευχθεί η αλληλοεξουδετέρωση των κυμάτων πίεσης εξάτμισης, 

διασφαλίζοντας ότι η ενέργεια των καυσαερίων μεταφέρεται αποτελεσματικά στον στρόβιλο.

4. Αποδοτική χρήση της ενέργειας των καυσαερίων • Εφέ παλμικής υπερτροφοδότησης:

◦ Η διπλή κύλιση διαχωρίζει τους παλμούς εξαγωγής με μεγάλα διαστήματα (όπως το διάστημα εξαγωγής ενός τετρακύλινδρου κινητήρα είναι 180°), 

επιτρέποντας στην τουρμπίνα να λαμβάνει συνεχώς καυσαέρια υψηλής κινητικής ενέργειας.

◦ Σε σύγκριση με ένα σύστημα μονής κύλισης (μονόκλινο πάπυρος), ένα σύστημα διπλής κύλισης (δίδυμο πάπυρος) μπορεί επίσης να διατηρήσει υψηλότερη ταχύτητα εξαγωγής σε χαμηλές ταχύτητες, μειώνοντας την υστέρηση τούρμπο.

5. Πλεονεκτήματα μιας μόνο τουρμπίνας

• Απλοποιημένη δομή: μια μονή τουρμπίνα είναι ελαφρύτερη και λιγότερο ακριβή από ένα σύστημα διπλού τούρμπο.

• Ευρεία κάλυψη ταχύτητας: μέσω της βελτιστοποίησης διπλής κύλισης, μια μόνο τουρμπίνα μπορεί να επιτύχει γρήγορη απόκριση σε χαμηλές ταχύτητες διατηρώντας παράλληλα μεγάλη αύξηση του ρυθμού ροής σε υψηλές ταχύτητες.

6. Παράδειγμα ροής εργασίας (λαμβάνοντας ως παράδειγμα έναν τετρακύλινδρο κινητήρα)

1. Στάδιο εξάτμισης:

◦ Ο κύλινδρος 1 ολοκληρώνει την εργασία του και τα καυσαέρια υψηλής θερμοκρασίας ορμούν στον στρόβιλο μέσω του πρώτου κυλίνδρου.

◦ Μετά από περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα κατά 180°, ο κύλινδρος 4 εξατμίζεται και κινεί την τουρμπίνα μέσω του ίδιου κυλίνδρου.

◦ Η εξάτμιση των κυλίνδρων 2 και 3 κινεί εναλλάξ την άλλη πλευρά της τουρμπίνας μέσω του δεύτερου κυλίνδρου.

2. Κίνηση στροβίλου:

◦ Δύο σετ εναλλασσόμενων παλμών εξάτμισης αυξάνουν ταχύτερα την ταχύτητα της τουρμπίνας, ειδικά σε χαμηλές ταχύτητες, μειώνοντας σημαντικά την υστέρηση.

3. Αύξηση πρόσληψης:

◦ Η τουρμπίνα κινεί τον συμπιεστή για να στείλει πεπιεσμένο αέρα στο ενδιάμεσο ψυγείο και στη συνέχεια τον εισάγει στον κύλινδρο μετά την ψύξη, βελτιώνοντας την απόδοση καύσης.

7. Πλεονεκτήματα απόδοσης

• Βελτίωση ροπής σε χαμηλές στροφές: Ο σχεδιασμός διπλής κύλισης επιτρέπει στην τουρμπίνα να λειτουργεί αποτελεσματικά στις 1500-3000 σ.α.λ. του κινητήρα, ενισχύοντας τη χαμηλή ροπή.

• Μειωμένη υστέρηση τούρμπο: Η απομόνωση παλμών εξάτμισης κάνει την ταχύτητα απόκρισης τούρμπο να πλησιάζει αυτή ενός υπερσυμπιεστή.

• Οικονομία καυσίμου: βελτίωση της απόδοσης καύσης, τηρώντας παράλληλα τους κανονισμούς εκπομπών ρύπων (όπως η μείωση της πλούσιας καύσης πριν από την παρέμβαση του τούρμπο).

8. Τυπικά σενάρια εφαρμογής

• Οικιακά αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων: όπως τα αυτοκίνητα με κινητήρα BMW N20, Φολκσβάγκεν EA888 Γεν. 3, κ.λπ., εξισορροπούν την ισχύ και το κόστος.

• Ισορροπία οικονομίας και σπορτίφ συμπεριφοράς: κατάλληλο για μοντέλα που απαιτούν γραμμική ισχύ και οικονομία καυσίμου.

Σύνοψη Ο τετρακύλινδρος κινητήρας με διπλό κύλιση και μονό υπερσυμπιεστή επιτυγχάνει ταχύτητα απόκρισης κοντά σε αυτήν ενός διπλού υπερσυμπιεστή σε δομή ενός μόνο υπερσυμπιεστή. 

εκτρέποντας τους παλμούς καυσαερίων και βελτιστοποιώντας την αξιοποίηση της ενέργειας των καυσαερίων, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη το ελαφρύ βάρος και το χαμηλό κόστος. 

Αυτός ο σχεδιασμός αποτελεί μια κλασική λύση για την εξισορρόπηση της απόδοσης και της πρακτικότητας στη σύγχρονη τεχνολογία υπερσυμπίεσης.