Turbo-složený motor - Turbo-compound engine

A turbo-směsný motor je pístový motor který zaměstnává a turbína k rekuperaci energie z výfukových plynů. Namísto použití této energie k pohonu a rychlonabíječka jak se nachází v mnoha vysoce výkonných letecké motory, místo toho je energie odeslána do výstupního hřídele, aby se zvýšil celkový výkon dodávaný motorem. Turbína je obvykle mechanicky spojena s klikový hřídel, jako na Wright R-3350 Duplex-Cyclone, ale byly zkoumány také systémy zpětného získávání elektrické a hydraulické energie.
Protože se tento proces obnovy nezvyšuje spotřeba paliva, má za následek snížení měrná spotřeba paliva, poměr spotřeby paliva k výkonu.[1] Turbo-míchání bylo použito pro komerční dopravní letadla a podobné role na dlouhou vzdálenost a dlouhou životnost před zavedením proudový motory. Příklady použití Duplex-Cyclone zahrnují Douglas DC-7B a Lockheed L-1049 Super Constellation, zatímco jiné designy neviděly produkční využití.
Pojem
Většina pístových motorů má horký výfuk, který stále obsahuje značný nevyvinutý energie které by mohly být použity k pohonu, pokud by byly extrahovány. K získání energie z takového proudu plynů se často používá turbína. Konvenční plynová turbína je napájena vysokotlakým, vysokorychlostním vzduchem, extrahuje z něj energii a odchází jako nízkotlaký, pomalu se pohybující proud. Tato akce má vedlejší účinek na zvýšení tlaku proti proudu, což je nežádoucí pro použití s pístovým motorem, protože zvyšuje protitlak v motoru, což snižuje úklid výfukový plyn z válců, a tím snižuje účinnost pístové části složeného motoru.[2]
Na konci 30. a počátku 40. let bylo řešením tohoto problému zavedení výfukového potrubí „jet stack“. Byly to jednoduše krátké úseky kovové trubky připojené k výfukovým otvorům, tvarované tak, aby interagovaly s proudem vzduchu a vytvářely proud vzduchu, který vytvářel přední tah. Další druhá světová válka úvodem bylo použití Meredithův efekt rekuperovat teplo ze systému radiátorů a zajistit tak další tah.
V době pozdní války se vývoj turbíny dramaticky zlepšil a vedl k nové konstrukci turbíny známé jako „odkalovací turbína“ nebo „turbína s rekuperací energie“. Tato konstrukce extrahuje energii z hybnosti pohybujícího se výfukového plynu, ale znatelně nezvyšuje protitlak. To znamená, že nemá nežádoucí účinky konvenčních konstrukcí, když je připojena k výfuku pístového motoru, a řada výrobců začala studovat konstrukci.
Dějiny

První letecký motor, který měl být testován s turbínou s rekuperací energie, byl Rolls-Royce Crecy. To bylo používáno především k pohonu s odstředivým kompresorem s převodovkou, ačkoli to bylo také spojeno s klikovým hřídelem a poskytlo dalších 15 až 35 procent spotřeby paliva.[3]
Odkalovací turbíny se v pozdní a poválečné éře staly relativně běžnými rysy, zejména u motorů určených pro dlouhé lety nad vodou. Turbo-míchání bylo použito na několika letoun motory po druhá světová válka, včetně Napier Nomad[4][5] a Wright R-3350.[6][7] Omezení výfukových plynů udělené třemi odkalovacími turbínami použitými u modelu Wright R-3350 se rovná dobře navrženému systému tryskových komínů použitému u konvenčních hvězdicový motor, při zotavení přibližně 550 hp (410 kW) při výkonu METO (maximální nepřetržitý kromě vzletu).[2] V případě R-3350 údržbářské posádky někdy turbínu přezdívaly turbína s rekuperací dílů kvůli jeho negativnímu vlivu na spolehlivost motoru. Turbokombinované verze Napier Deltic, Rolls-Royce Crecy, Rolls-Royce Griffon, a Allison V-1710 byly postaveny, ale žádný nebyl vyvinut za fázi prototypu. Bylo si uvědomeno, že v mnoha případech se energie vyrobená jednoduchou turbínou blíží energii enormně složitého a na údržbu náročného pístového motoru, ke kterému byla připojena. Výsledkem bylo, že turbo-směsné letecké motory byly brzy nahrazeny turbovrtulový a proudový motory.
Někteří moderní výrobci dieselových těžkých nákladních vozidel začlenili do svých návrhů turbokompozice. Mezi příklady patří Detroit Diesel DD15[8][9] a Scania[10] ve výrobě od roku 1991.[11][je zapotřebí objasnění ]
Počínaje sezónou 2014 Formule 1 přešel na nový 1,6litrový přeplňovaný motor V6 vzorec který používá turbo-míchání. Motory používají jediné turbodmychadlo, které je připojeno k elektromotoru / generátoru s názvem MGU-H. MGU-H používá turbínu k pohonu generátoru a přeměňuje odpadní teplo z výfuku na elektrickou energii, která je buď uložena v baterii, nebo odeslána přímo k elektromotoru v hnacím ústrojí automobilu.
Seznam typů

- Napier
- Wright Aeronautical
- Wright R-3350: Verze s turbo-sloučeninou byla jedinou turbo-sloučeninou letecký motor vidět hromadnou výrobu a široké využití.
- Dobrynin
- Zvezda
- Zvezda M503: Sovětský 42válcový vznětový námořní motor používaný v Raketový člun třídy Osa
- Renault
- Renault Energy F1: 1,6litrový přeplňovaný motor V6 postavený pro Formuli 1. Na rozdíl od svých současníků stále používá jako nouzové opatření wastegate jako nouzové opatření pro řízení plnicího tlaku pro případ, že by došlo k selhání směsi turbo s MGU-H.
- Ferrari
- Ferrari 059: 1,6litrový přeplňovaný motor V6 vyrobený pro Formuli 1 pro Ferrari F14 T stejně jako Sauber C33.
- Mercedes-Benz
- Mercedes PU106: 1,6litrový přeplňovaný motor V6 postavený pro Program Mercedes-Benz Formule 1.
- Honda
- Honda RA615H: 1,6litrový přeplňovaný motor V6 vyrobený pro Formuli 1 pro McLaren MP4-30.
Viz také
Reference
- ^ Stimson, Thomas E., Junior (únor 1956). „Závod dopravních letadel“. Populární mechanika: 113–118. Citováno 19. února 2016.
- ^ A b Fakta o směsi Wright Turbo (PDF). Wood Ridge New Jersey: Curtiss-Wright Corporation: Wright Aeronautical Division. Říjen 1956. Archivováno od originál (PDF) dne 16. února 2010. Citováno 19. února 2016.
- ^ „Rolls-Royce and the Sleeve Valve“ (PDF). Nový Zéland Rolls-Royce & Bentley Club Inc. (7–3): 15. 2007. Archivováno od originál (PDF) dne 06.12.2010.
- ^ Gunston, Bille (30. dubna 1954). „Napier Nomad: Motor výjimečné účinnosti“ (PDF). Let: 543–551. Citováno 19. února 2010.
- ^ E. E. Chatterton (22. dubna 1954). „Napier Diesels: Přednáška RAeS“ (PDF). Let: 552. Citováno 19. února 2010.
- ^ „Deset nápadů, které selhaly: 2-složený pístový motor“ (PDF). Let. 16. prosince 2003. Citováno 19. února 2010.
- ^ „Super Survivor“ (PDF). Let. 18. června 1997. Citováno 19. února 2010.
v době jeho největší slávy byla Connie často označována za nejlepší trojmotor na světě
- ^ "DD15" (video). Detroit Diesel.
- ^ „Brožura DD15“ (PDF). Detroit Diesel.
- ^ "Turbocompound Scania". Skupina Scania. Archivovány od originál dne 30. 1. 2010.
- ^ „Scania vyrábí od října 2001 motor se 4 ECO-body“. Skupina Scania. Archivovány od originál dne 07.08.2011.
S výkonem 440 k je nová verze 12litrového turbokompoundního motoru Scania vhodná pro alpský terén i pro běžné evropské dálkové a stavební operace.
- ^ „Turbo Compounding Boost“. 2007.