Гибридті турбокомпрессор - Hybrid turbocharger

Aeristech гибридті турбокомпрессорының негізгі сызбасы
Aeristech 2009 электр компрессорының прототипі

A гибридті турбокомпрессор электр болып табылады турбо зарядтағыш жоғары жылдамдықтан тұрады турбина - генератор және жоғары жылдамдықтағы электр ауасы компрессор. Турбина мен компрессор кәдімгі турбокомпрессордағыдай жоғары жылдамдықты аэромашиналар болып табылады. Электр қозғалтқыштары 120000 айн / мин-ден жоғары жылдамдықта жұмыс істейді және генератор ретінде пайдаланған кезде электр энергиясының тиімділігі 98,5% дейін құрайды. Жоғары электр тиімділігі бірінші кезекте тұр, өйткені турбина мен компрессор арасында механикалық байланыс жоқ. Басқаша айтқанда, гибридті турбокомпрессор а-ны білдіреді сериялы гибридті компрессордың жылдамдығы мен қуаты турбиналық жылдамдық пен қуаттан тәуелсіз болатын қондырғы. Бұл дизайн икемділігі турбоагрегат пен компрессордың тиімділігін әдеттегі турбокомпрессордан тыс әрі қарай жақсартуға әкеледі.

Физикалық орналасу

Электр қозғалтқыштары қолданылады тұрақты магниттер стандартты жоғары жылдамдыққа қарағанда тиімділігі жоғары асинхронды қозғалтқыштар. Индукциялық қозғалтқыштар электромагниттік өрісті қатты ротордың ядросына итермелейді.

Жұмыс режимдері

HTT Turbocharger үшін жеделдету режимі

Үдеу

Драйвер дроссельді басқанда, HTT бастапқыда электр сияқты жұмыс істейді супер зарядтағыш. Компрессорлық қозғалтқыш энергияны жинақтайтын ортадан қуат алады, бұл оның жұмыс жылдамдығын <500 мс жылдамдыққа дейін жылдамдатуға мүмкіндік береді. Бұл үдеу жылдамдығы турбо артта қалуды жояды, бұл стандартты турбо зарядталған қозғалтқыштардың жұмыс істеуін шектейтін фактор.

Осы өтпелі кезеңде қозғалтқышты басқару блогы (ECU) стандартты турбокомпрессорында отын шығынын реттеу үшін лямбда датчиктері мен ауа массасы ағынының датчиктері сияқты датчиктер тіркесімі қолданылады. HTT жабдықталған қозғалтқышта ECU толық жану үшін отынның нақты шығынын дәл бере алады. Бұған ауа ағынының жылдамдығын тікелей басқару және компрессордың айналу жылдамдығын басқару арқылы қысымды арттыру арқылы қол жеткізіледі.

Зарядталуда

HTT Turbocharger үшін зарядтау режимі

Қозғалтқыштың жоғары жылдамдығында турбина шығаратын энергия компрессор талап еткеннен көп болады. Бұл жағдайда артық энергияны келесі жеделдету фазасы үшін энергия қорын қайта толтыруға немесе кейбір қосалқы жүктемелерді қуаттауға жұмсауға болады, мысалы, ауа кондиционері жүйесі.

Айнымалы геометриялық турбинамен үйлескен кезде қозғалтқыштағы кері қысым көліктің электрлік қажеттілігіне және энергияны сақтау ортасының заряд күйіне сәйкес өзгертілуі мүмкін.

Аккумуляторлық энергияны сақтауды а супер конденсатор оны өте тез зарядтауға және разрядтауға болады.

Тұрақты мемлекет

Гибридті турбокомпрессор жұмыс істейтін уақыттың көп бөлігі үшін компрессор мен турбина қуаты сәйкес келеді (жылдамдық міндетті емес). Бұл турбо зарядтағыштың дизайнеріне қосымша еркіндік береді жұмыс дөңгелегі.

Мұнда гибридті турбокомпрессор турбина мен компрессор арасындағы электр энергиясын тиімді түрде өткізеді. Aeristech-тің соңғы сынақ бағдарламасы гибридті турбокомпрессордың тиімділігін кәдімгі механикалық турбокомпрессордың баламасымен дәлелдеді (егер ол жақсы болмаса).

Жүйенің артықшылықтары

Кейбір өндірушілер гибридті турбо зарядталған қозғалтқышты басқарудың көптеген басқа артықшылықтарын талап етеді:

  • Турбина мен компрессорды қозғалтқыш ұясының бөлек бөліктеріне орналастыруға мүмкіндік беру арқылы жақсартылған орау.
  • Сығымдау арналарының ұзындығын азайту және компрессор дөңгелегінің көлемін ұлғайту арқылы ауаның жоғары тығыздығы.
  • ECU бақыланатын күшейту деңгейлері цилиндр ішіндегі жануды қатаң болжамды басқаруға мүмкіндік береді.
  • Қозғалтқышты қысқартудың ұқсас құралы гибридті көлік құралы үшін тиімді, бірақ энергияны сақтаудың анағұрлым аз қуатымен (шамамен 1/7) бірдей төмендетуге қол жеткізуге болады.

Электрлік турбокомпрессорлардың және электрлік супер зарядтағыштардың басқа түрлері әзірленуде:

  • eBooster by BorgWarner - көлік құралының электр жүйесімен жұмыс жасайтын шағын электрлік компрессор.
  • TurboDyne by TurboPac - электрлік супер зарядтағыш
  • Гаррет электрлік турбо
  • Valeo - төмен инерциялы коммутациялық-релуктивті қозғалтқышты қолданатын электрлік супер зарядтағыш

Бөлінген газ турбинасы генераторы

Бұл ұқсас технология, бірақ микро-газтурбиналы қозғалтқыштарға қолданылады, мұнда олар электрмен байланысқан компрессор мен турбинаны қозғалтқышта тікелей пайдаланады және поршенді қозғалтқышқа көмек көрсетпейді.

Қозғалтқыш турбина арқылы шығарылатын жану камерасында жағылатын отынды қысады.

Оның айтуынша, бұл қозғалтқыш шағын көлемді газтурбиналы қозғалтқыштардың тиімсіздігін жеңеді.

Әдебиеттер тізімі