Электро турбина на авто: Что такое электротурбина | Новости автомира

Электро турбина на авто: принцип работы, плюсы и минусы

Использование современных систем принудительной индукции в автомобилях позволяет не только увеличить их мощность, но и улучшить экономические, экологические характеристики. Без сомнения, весомым преимуществом наддувных двигателей является их высокая эффективность. Достойной альтернативой классическим турбокомпрессорам является электрическая турбина. Давайте разберемся в чем плюсы и минусы использования данных агрегатов.

Принцип работы

Электрическая турбина представляет собой аналог механической модели. Основное предназначение устройства заключается в повышении мощности ДВС без вмешательства в его конструкционные особенности. Агрегат предназначен для повышения давления в области впускного тракта мотора. С его помощью осуществляется подача в камеру сгорания обогащенной смеси топливно-воздушного типа.
Принцип работы электро турбин зависит от их конструкционных особенностей.

Различают следующие виды:

• нагнетатели электрического типа (EC/ET/ES). Компрессор приводится в действие за счет электрического мотора. Данный тип привода обеспечивает максимальную гибкость контроля;
• с электрическим ассистентом (EAT). В большинстве случаев электрический мотор располагается на валу между турбиной и компрессором. Дополнительно крутящий момент достигается за счет низких оборотов электрического мотора;
• разделенные турбины (EST). Работа колес турбинного и компрессорного типов на разных скоростях обеспечивается за счет оснащения турбины и компрессора отдельными электрическими двигателями. Энергия газов при помощи генератора трансформируется в электрическую;
• с дополнительным компрессором, который имеет электрический привод (TEDC). Работа электрического двигателя не привязана к турбине. Наличие дополнительного компрессора обеспечивает рост давления в нижней части.

Лидером рынка по производству электрических компрессоров является британская компания «Controlled Power Technologies». В течение последнего десятилетия ее специалисты активно вели работу в данном направлении и устранили проблему эффекта турбоям на ДВС. Модель CPT позволяет работать нагнетателю на низких оборотах.

Плюсы и минусы

Показатель	EC	EAT	EST	TEDC
Центр энергии	Аккумулятор	Газовая отработка / аккумулятор	Газовая отработка / аккумулятор	Газовая отработка / аккумулятор
N инверторная, электрического мотора	Большая	Маленькая	Большая	Маленькая
Т эффект	Маленькая	Большая	Маленькая	Маленькая
Габариты	Компактный	Средний	Большой	Большой
Турбина электрического типа	Отсутствует	Есть	Есть	Отсутствует
Компрессорный привод турбо-электрического типа	Отсутствует	Есть	Отсутствует	Отсутствует

Современные технологические решения позволяют разрешить ряд проблем, которые связаны с турбированными компрессорами механического типа. Электро турбины обеспечивают широкий диапазон функционирования турбины в равномерном крутящем моменте.

Снижение нагрузки на генератор позволяет снизить общий расход топлива. Данный эффект достигается за счет специальных механизмов. Наиболее распространенный вариант – рекуперация энергии. Практика показывает, что большая часть электрических турбин работает на низких оборотах.

Среди минусов данного устройства следует выделить высокую стоимость. Также это касается сложной конструкции (аккумулятор, специальные контроллеры, электрический мотор). Турбированные компрессоры отличаются значительным весом.

Преимущества и недостатки самостоятельной установки электротурбин

Многие автовладельцы покупают оригинальный агрегат с длительной гарантией. Это правильно, но дорого. Гораздо дешевле – ремонт турбины. Если говорить об электротурбинах, то альтернативный вариант заключается в самостоятельном сборе установки. Практика показывает, что при реализации данной идеи необходимо решить ряд ключевых задач, а именно:

• Выбор генератора высокой мощности.
• Установка электрического мотора бесколлекторного типа, который будет выдавать большие обороты.
• Обеспечение максимального нагнетания воздуха за счет корпуса, крыльчатки.
• Стабилизация питания электромотора при помощи инвертора.

В сети можно найти материал, подтверждающий установку таких агрегатов на автомобили. Это обеспечивает транспортные средства дополнительной мощностью в среднем на 25%.

Существенным недостатком данного подхода является сложность подбора функциональных элементов по техническим параметрам. При этом владелец авто должен быть готов к переделке электрической, топливной систем транспортных средств, прошивке ЭБУ.

Особенности китайских вариантов

Китайские производители предлагают разные модели электрических турбин. Устройства пользуются популярностью, благодаря доступной цене, широкому ассортименту. Однако всегда можно «нарваться» и на сомнительные аналоги. Такие изделия предназначены для установки в разрыв воздухозаборного шланга с целью нагнетания воздуха в камеру сгорания ДВС. По заявлениям изготовителей это позволяет увеличить мощность транспортного средства в среднем на 14,9%.

К сожалению, существует риск приобретения простых кулеров с блоком управления. Модели, как правило, не имеют технических показателей (уровень потребления электричества, обороты, объем прокачиваемого воздуха). Широкое распространение получили электро турбины в форме улитки. Функциональные устройства не являются универсальными и подбираются под конкретный автомобиль. В сети размещено большое количество видео по данной тематике.

Заключение

Электрическая турбина – функциональное устройство, предназначенное для увеличения мощности ДВС. С его помощью решается проблема турбоям, обеспечивается эффективная работа мотора в небольшом диапазоне оборотов. Работа нагнетателя достигается за счет высокого давления (от 0,49 атмосферы). При грамотной настройке электрической системы гарантирован прирост КПД силового агрегата транспортного средства.

На сегодняшний день потребителю доступны различные варианты таких установок (EC, EAT, EST, TEDC). Выбор подходящего типа зависит от технических характеристик авто, финансовых возможностей владельца. Если Вы не знаете на какой модели остановиться, обязательно проконсультируйтесь с профессионалами. Специалисты внимательно изучит систему электроники, подачу топлива и спланирует полный объем работ.

 

 

 

 Вернутся к списку “Статьи и новости”

Турбина электрическая – как она устроена?

Для более эффективной работы Вашего транспортного средства, автомобильные производители часто прибегают к системам турбонаддува. Но так ли положительно новый тип турбокомпрессора скажется на работе двигателя? Чтобы топливный расход автомобиля стал гораздо меньше, производители зачастую используют одно ключевое решение – сокращение объёма силового агрегата. Но кроме всего прочего, чтобы производительность таких двигателей оставалась на достойном уровне, обычно устанавливают турбокомпрессоры, которые управляются выхлопом и обладают задержкой, что более известна под термином «турбо лаг».

• История электрической турбины
• Принцип работы электротурбины
• Плюсы и минусы электрической турбины

Автомобили с турбонаддувом подвергались этой проблеме много лет подряд, что сопровождалось постоянными жалобами и недовольством со стороны владельцев. Была найдена, как казалось, панацея – одновременная установка двух турбин, что минимизировало эффект турбо ямы. Но это, увы, не стало ключевым решением.

История электрической турбины

Электрическая турбина после длительного времени разработок уже готова к массовому применению. Об этом первой заявила компания

Controlled Power Technologies (CPT) из Британии. Электрический турбонагнетатель, по их словам, уже готов к массовому производству. Руководство СРТ уже подписало соглашение с фирмой Switched Reluctance Drives Limited, что займётся разработкой OEM-модуля, основанного на этой технологической базе.

Switched Reluctance Drives займётся серийным производством электрических компрессоров. Британские разработчики, тем временем уже преуспели в создании реальных электрических компрессоров для двигателей внутреннего сгорания. Турбонагнетатель CPT будет устанавливаться на любые двигатели: атмосферные, турбированные дизельные или бензиновые.

Компания Controlled Power Technologies разрабатывала электрическую турбину на протяжении почти восьми лет, работа над ней началась ещё в начале 21-го века. Создатели электрической турбины заявляют, что она может работать от бортовой электросети напряжением в 12 вольт, а её использование избавит двигатель от эффекта турбоямы, а также задействует нагнетатель даже в режиме низких оборотов. Особенность данной технологии заключается в использовании регенеративной энергии. Обратное давление, что ранее сбрасывалось через обводной клапан блоу офф при сбросе акселератора, теперь направляется на вращение лопастями турбины маховика, что позволяет вырабатывать энергию и заряжать аккумулятор.

Прототип машины с электрической турбиной разработала немецкая компания AVL List. Электрический нагнетатель был адаптирован к двухлитровому бензиновому двигателю с непосредственным топливным впрыском. Такой силовой агрегат, который был установлен на Vokswagen Passat, загрязняет атмосферу очень деликатно, если так можно выразиться, всего 159 граммов на каждый километр пути, а это на целых 20 процентов меньше чем у аналогичного традиционного 2.0 TFSI с такой же мощностью, и меньше, чем у 170-сильного турбодизеля с таким же объёмом.

Разработчики утверждают, что данная технология помогает автомобильным производителям вложиться в установленные экологические нормы, которые вступили в силу уже в этом году. Компания Controlled Power Technologies создала стартер-генератор SpeedStart с ременным приводом, который используется для работы системы Start\Stop, что отключает двигатель на кратковременных остановках, что обязательно сэкономит топливный расход в условиях движения по городу в пробках.

Но наряду с исследователями из Британии, немецкие разработчики создали доступную идею, для нагнетания воздуха и причём с минимальными затратами, что стала признанной во всей Европе. Существенно эффективным способом улучшения нагнетания воздуха в двигателе является мини-турбина от компании KAMANN, которая монтируется во впускную систему.

Электро турбонагнетатель от KAMANN является миниатюрной турбиной, которая выполняет роль электрической системы нагнетания воздуха, установленной в подкапотное пространство. Такой монтаж электрической турбины повышает крутящий момент мотора, в свою очередь способствуя понижению топливного расхода. Это улучшает качество выхлопных газов, уменьшая показатели углекислого газа и пролонгируя срок функционирования катализаторов, что улучшает общие скоростные характеристики автомобиля.

Принцип работы электротурбины

Принцип работы электрической турбины отличается от классического турбонагнетателя лишь за счёт конструкции оси, которая соединяет крыльчатки у классики. Когда турбокомпрессор достигает максимальных оборотов, контроллер включает электрический двигатель в генераторном режиме. За счёт этого предотвращается превышение пикового числа оборотов двигателя. В случаях слишком редкого понижения оборотов муфтовые соединения позволяют вращать крыльчатки независимо друг от друга, в свою очередь снижая нагрузку на подшипники.

Плюсы и минусы электрической турбины

Чем больше мощность, тем меньше выхлоп

Многие обычные двигатели внутреннего сгорания оснащаются турбинами для того, чтобы получить большую мощность и лучшее ускорение. Они расходуют меньше топлива и следовательно загрязняют атмосферу выхлопными газами также гораздо меньше в сравнении с аналогичными агрегатами без компрессора и нагнетателя. Всё, конечно же, это производит прекрасное впечатление в теоретическом плане, но практика показывает иные результаты. Большой крутящий момент зачастую находится лишь в узком диапазоне числа оборотов двигателя. Зачастую у некоторых турбо-дизелей можно наблюдать плохой показатель ускорения, в моменты изменения положения педали акселератора мотору нужно некоторое время для увеличения мощности для необходимого ускорения. Это явление уже упоминалось в данной статье как турбо-яма».

Экономия и быстрый отклик

Проведя анализ рынка современных автомобилей, компания KAMANN утверждает, что к 2020 году доля автомобилей, которые будут оснащаться электрическими турбинами, будет составлять 50-60% от общего количества сошедших с конвейера автомобилей. Ими также был разработан прибор, который помогает быстрее реагировать на изменение педали акселератора и в то же время оставаться экономичным. Эти требования очень сложно реализовать в двигателе с обычной системой турбонаддува. Такая турбосистема эффективна только в пределах определённого диапазона оборотов мотора.

Неоспоримое преимущество электрических турбин в эффективном нагнетании воздуха во всём диапазоне оборотов мотора автомобиля, даже в момент запуска двигателя, ведь нагнетаемый воздух уже находится во впускном коллекторе. В момент нагнетания воздуха, когда двигатель запускается, электрическая турбина мгновенно откликается на нажатие акселератора даже при маленькой скорости. Даже нагнетая воздух в момент переключения скоростей, Вы непрерывно будете получать дополнительную энергию для того чтобы двигаться и ускоряться.

Турбо нагнетатель, как дополнение турбосистемы

Эффективная работа большинства турбин начинается только свыше 3000 оборотов в минуту, а это означает, что крутящий момент ниже этой цифры уже не увеличивается, что не придаёт Вашему автомобилю динамичности, а двигателю мощности. Поэтому классические турбины отходят далеко в прошлое. Установка электрической турбины позволяет двигателю уже при 1200 оборотов в минуту сразу после нажатия педали газа, получать больше чистого воздуха, не затрачивая при этом необходимую энергию. В этот момент «номы» подскакивают на 12% в сравнении с классикой!

Увеличение мощности равно экономия

Главным преимуществом установки электрической турбины является предоставление двигателю непрерывного крутящего момента и гораздо быстрого ускорения автомобиля. Kamann Autosport сравнили автомобили с бензиновым мотором объёмом 1,4 с установленной электрической турбиной и аналогичным автомобилем но с объёмом 1,6 и без турбины. Результат был следующим: оба автомобиля выдали приблизительно одинаковую мощность и крутящий момент при том же самом топливном расходе. Следовательно эти два двигателя одинаково мощны, но первый потребляет на 10% меньше топлива! А это значит, что наряду с возросшей мощностью топливный расход совсем не увеличится!

Электрическая турбина обделена всеми недостатками обычной турбины, а размер её гораздо меньше. Кроме очевидных преимуществ, конечно, присутствуют и недостатки. Модуль электротурбины в зависимости от производителя достаточно прожорлив, что требует монтажа дополнительного оборудования.

Ariel Hipercar — электромобиль мощностью 1180 л.с. с газотурбинным двигателем

Фирма, стоящая за Atom и Nomad, заявляет, что ее прототип четырехмоторного купе может разогнаться до 60 миль в час за 2 секунды

Крис Чилтон

1 сентября 2022 г. , 11:03

Крис Чилтон

Это Ariel Hipercar, новейшая игрушка от британской компании по производству спортивных автомобилей, стоящая за трековым оружием Atom и его внедорожным собратом Nomad, и автомобиль, в котором даже эти двое кажутся смутно разумными.

Названный Hipercar, хотя он получит новое название для производства, это первое купе Ariel и первый полностью омологированный автомобиль, когда он поступит в продажу примерно через 18 месяцев. Но не думайте, что это Атом с набором дверей и крышей, потому что реальность гораздо более дикая. Как дико? Испытайте почти 1200 л.с. (1217 л.с.) электрических мускулов, разгон до 100 миль в час (161 км/ч) всего за 4,4 секунды и газовую турбину, закрепленную за сиденьями.

Вместо шасси с пространственной рамой у Atom есть алюминиевый кузов со съемными подрамниками и конструкция кузова из углеродного волокна с дверями-бабочками.

И этот кузов имеет так много интересных аэродинамических дополнений, включая три вертикальных стабилизатора на задней части и множество поверхностей на носу, что на самом деле трудно получить представление об основной форме Hipercar.

Но что действительно отличает его от других автомобилей Ариэля, так это то, что происходит под кожей. Ариэль давно сотрудничает с силовыми агрегатами Honda как без наддува, так и с наддувом, и какое-то время даже строил свой собственный V8. Но для Hipercar наступает век электричества.

Связанный: Ariel Atom 4 быстрее Bugatti Veyron SS на испытательном треке Top Gear

прокрутите рекламу, чтобы продолжить те, которые обеспечивают 285 л.с. (220 кВт / 299 л.с.) и 332 фунт-фут (450 Нм). Чтобы избавить вас от математики, которая равняется в общей сложности 1185 л.с. (1192 л.с.) и 1327 фунт-футов (1800 Нм), чего достаточно, чтобы разогнать Hipercar до 60 миль в час (97 км/ч) за 2,09 секунды и разогнать его. от 60 до 120 миль в час (97-193 км/ч) всего за 3,51 секунды, что примерно соответствует времени, которое требуется Bugatti Chiron для преодоления тех же скоростей.

К счастью, Hipercar оснащен регулируемой системой контроля тяги и липкими шинами Michelin Pilot Sport Cup 2, а также вариантами с резиной 2R, которые помогают справиться со всей этой энергией. Но если идея собрать 1185 лошадей звучит слишком безумно, есть также вариант с приводом на два колеса, который выдает более скромные 590 л.с. (440 кВт / 598 л.00 Нм).

Hipercar питается от 800-вольтовой батареи емкостью 62 кВтч, которой хватает на 150 миль (241 км) диапазона WLTP, хотя это неправильный диапазон, потому что вам нужно учитывать дополнительный диапазон микротурбин Cosworth. удлинитель. По словам Ариэля, при весе менее 110 фунтов (50 кг) и мощности 47 л. выбросы вождения.

Если и есть обратная сторона всей этой новомодной технологии, которая включает в себя усилитель руля и даже кондиционер, так это вес. Atom весит всего 1312 фунтов (595 кг), но Ариэль говорит, что полноприводный Hipercar весит 3408 фунтов (1546 кг). Огромная мощность электрической трансмиссии более чем компенсирует ускорение, но 260-процентное увеличение снаряженной массы означает, что это будет сильно отличаться от Atom, когда дело доходит до поворотов и торможения.

Ариэль говорит, что Hipercar будет омологирован в Европе и Австралии, но похоже, что Северная Америка может его пропустить. Что касается цен, компания не раскрывает конкретных цифр, но сообщила Autocar , что он должен стоить менее 1 миллиона фунтов стерлингов (840 тысяч долларов), а это означает, что дело не только в производительности суперкара.

ТЕГИ Новые автомобили Ariel Electric Vehicles

Турбинно-электрический гибрид Volvo был чудо-коробкой 90-х годов 21 января 2022 г.

Делиться

Bonhams

Несмотря на множество неудачных попыток запустить в производство автомобиль с турбинным двигателем, автопроизводителям на протяжении многих лет было трудно отказаться от этой идеи. (По правде говоря, мы тоже не можем отказаться от своего увлечения им. ) Даже обычно сдержанная Volvo экспериментировала с газотурбинным автомобилем в 19-м веке.90-х годов, и один будет traverser le bloc на парижском аукционе Bonhams 3 февраля. пара газотурбинно-электрических гибридных прототипов в 1992 году. Среди ее проектов с этой сумасшедшей трансмиссией был футуристический концепт под названием ECC (Environmental Concept Car), который Volvo представила на выставке в Париже в 1992 году. Основная функция ECC заключалась в изучении дизайна, а изящные изгибы автомобиля, совершенно не характерные для традиционно квадратного Volvo, в конечном итоге легли в основу будущего седана Volvo S80. Турбинно-электрическая часть проекта так и не пошла дальше стадии концепции, но попытка была амбициозной и увлекательной.

Volvo 1992 г. Экологический концепт-кар Volvo Volvo 1992 г. Экологический концепт-кар Volvo Volvo 1992 г. Экологический концепт-кар Volvo

Казалось бы, еще один пример этого прототипа силовой установки использовался в обычном седане Volvo 850 1993 года выпуска, который Bonhams будет продавать, возможно, уместно, в Париже. Magnifique , правда.

Оглядываясь назад, кажется логичным, что Volvo по крайней мере заигрывала с идеей автомобиля с турбинным двигателем, поскольку у нее уже был опыт создания авиационных газовых турбин через свою дочернюю компанию Volvo Flygmotor. Автомобильные газотурбинные двигатели изучались в Volvo в 1970-х тоже. Как в ECC, так и в гибриде 850 газовая турбина обеспечивает энергию для электродвигателя и никель-кадмиевой батареи через высокоскоростной генератор, никогда не приводя в действие напрямую передние колеса. Генератор также функционировал как стартер, и этот прием успешно используют современные гибриды с новыми 48-вольтовыми системами (среди них Volvo XC60 и XC90).

Бонхамс Бонхамс

 

Bonhams

Так почему же Volvo 850 1993 года выпуска с газотурбинным двигателем и электрическим гибридом не вышел за пределы стадии прототипа? Та же старая проблема: стоимость за милю. Бонхэмс поясняет: «Хотя газовая турбина представляет собой элегантную силовую установку с инженерной точки зрения, будучи простой по конструкции и относительно легкой по весу, ее низкая топливная экономичность при частичной нагрузке оказалась непреодолимым препятствием для ее использования в легковых автомобилях, даже в сочетании с электродвигатель».