Η χρήση των turbocharger και των supercharger ολοένα και αυξάνεται στους αεροπορικούς εμβολοφόρους κινητήρες, κάνοντας έτσι τους απλούς ατμοσφαιρικούς κινητήρες πολύ πιο αποτελεσματικούς και αποδοτικούς!
Η βασική υπεροχή των turbocharger και των supercharger, είναι η δυνατότητα πλεύσης τους σε αρκετά μεγαλύτερο υψόμετρο απ' οτι ένας απλός ατμοσφαιρικός κινητήρας, στον οποίο κάτι τέτοιο θα φάνταζε αδύνατο !
Άς εξετάσουμε το καθένα ξεχωριστά:
Αποτελείται απο έναν άξονα, πάνω στον οποίο συνδέεται ένας συμπιεστής και μια τουρμπίνα. Επίσης, υπάρχει και μια πύλη/πεταλούδα αποβλήτων/καυσαερίων, όπως λέγεται, η οποία ρυθμίζει τη παροχή και τη ταχύτητα των καυσαερίων, τα οποία δεν θα οδηγούνται στη τουρμπίνα αλλά απευθείας στην έξοδο. Σήμερα, η πύλη αυτή, είναι κυρίως αυτόματη και όχι χειροκίνητη όπως παλιά, αφού έτσι εξασφαλίζουμε μια αλάνθαστη λειτουργία. Ο συμπιεστής παρεμβάλλεται στη διαδρομή που κυκλοφορεί ο αέρας απο την εισαγωγή προς το κινητήρα για να πραγματοποιηθεί καύση, ενώ η τουρμπίνα παρεμβάλλεται στη διαδρομή που ακολουθούν τα καυσαέρια που βγαίνουν απο τη πολλαπλή προς την εξάτμιση του κινητήρα.
Αρχή λειτουργίας:
Ο αέρας απο την εισαγωγή, καθώς πηγαίνει προς τον κινητήρα περιστρέφει -με ελάχιστες στροφές- τον συμπιεστή. Ένα μέρος των παραγώμενων καυσαερίων, έχοντας αυξημένη θερμοκρασία και πίεση, περιστρέφουν τη τουρμπίνα, η οποία αποκτώντας τώρα περισσότερες στροφές, περιστρέφει ακόμα πιο γρήγορα το συμπιεστή. Η κίνηση του συμπιεστή προέρχεται κυρίως απο την τουρμπίνα. Επίσης, να σημειώσουμε οτι κατά την εκκίνηση, υπάρχει ένας ελάχιστος χρόνος -ας τον πούμε 'νεκρός χρόνος'- στον οποίο δεν υπάρχουν τα απαιτούμενα καυσαέρια για να περιστρέψουν τη τουρμπίνα και με τη σειρά της αυτή, τον συμπιεστή και έτσι εμφανίζεται μια καθυστέρηση στην απόδοση.
Αποτέλεσμα:
Περισσότερος αέρας και με μεγαλύτερη πίεση, εισέρχεται στο κινητήρα για καύση, οπότε έχουμε πλέον τη δυνατότητα να αυξήσουμε την αναλογία αέρα/καυσίμου. Άρα, αυξάνεται η απόδοση του κινητήρα αφού αυξάνεται η ισχύς του.
Πλεονεκτήματα σε σύγκριση με έναν supercharger:
α. πιο αποτελεσματικός, αφού παίρνει κίνηση απο τα παραγώμενα καυσαέρια του κινητήρα, τα οποία δεν εκμεταλλευόταν πριν ο κινητήρας.
β. μικρότερη κατανάλωση καυσίμου
γ. μικρότερο βάρος εγκατάστασης
δ. καλύτερη συνολική αύξηση της ιπποδύναμης, λόγω της ρύθμισης απο την πύλη αποβλήτων
Μειονεκτήματα:
α. ύπαρξη καθυστέρησης στην απόδοση στην εκκίνηση, λόγω νεκρού χρόνου
β. ελάχιστο έως καθόλου όφελος στη λειτουργία 'ρελαντί', λόγω των μικρών ρυθμίσεων ισχύος στη φάση αυτή
γ. ύπαρξη -ιδίως στους παλιότερους turbocharger- του φαινομένου 'power surge (=κύμα δύναμης)', το οποίο συμβαίνει όταν μειώνουμε απότομα την ισχύ του κινητήρα και ο αέρας συσσωρευμένος στη πολλαπλή εισαγωγής, προκαλεί ανάστροφη ροή και κραδασμούς.
Στη παρακάτω φωτογραφία, φαίνεται η πολυπλοκότητα σύνδεσης του στροφαλοφόρου με τον άξονα του συμπιεστή του supercharger.
Αποτέλεσμα:
Περισσότερος αέρας και με μεγαλύτερη πίεση, εισέρχεται στο κινητήρα για καύση, οπότε έχουμε πλέον τη δυνατότητα να αυξήσουμε την αναλογία αέρα/καυσίμου. Άρα, αυξάνεται η απόδοση του κινητήρα.
Πλεονεκτήματα σε σύγκριση με έναν turbocharger:
α. δεν παρουσιάζουν καμιά καθυστέρηση ούτε στην εκκίνηση ούτε κατά τη πτήση
β. ενισχύουν το κινητήρα και στις πολύ χαμηλές στροφές, κάτι που δεν γίνεται με τους turbochargers
γ. είναι φθηνoί στη κατασκευή
δ. εξασφαλίζουν μια 'μηχανολογική απλότητα', αφού η χρήση turbocharger απαιτεί επανασχεδίαση του τμήματος εισαγωγής και εξάτμισης, ρύθμιση της πίεσης εισαγωγής αέρα, ρύθμιση του συστήματος ψύξης για περισσότερη ψύξη λόγω υψηλότερης θερμοκρασίας, κτλ.
Μειονεκτήματα:
α. έχουν γενικά χαμηλή απόδοση, αφού 'κόβουν' ισχύ απο το στροφαλοφόρο για να εξασφαλίσουν τη κίνησή τους. Αυτή η εξάρτησή τους απο τον στροφαλοφόρο, είναι το σημαντικό τους μειονέκτημα.
β. έχουν αυξημένη συντήρηση, λόγω τροχαλιών, γραναζιών, κτλ.
γ. μεγαλύτερη πιθανότητα ύπαρξης ζημιάς, αφού χρησιμοποιούν περισσότερα κινούμενα εξαρτήματα
δ. έχουν αυξημένη κατανάλωση
Ποιός πρωτοεμφανίστηκε πρώτος, ποιός είναι καλύτερος, ποιόν επιλέγουμε σήμερα,...,κτλ ;
Η χρήση του supercharger, ξεκίνησε απο χρόνια πριν, ιδίως στη περίοδο του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Η χρήση τους, αύξησε την απόδοση των αεροσκαφών και όποιος τη διέθετε... υπερείχε έναντι του αντιπάλου! Επίσης σε συνδυασμό με την έλλειψη υψηλής αντοχής μετάλλων, που θα μπορούσαν να αντέξουν την υψηλή θερμοκρασία που παράγουν οι turbochargers, ήταν ένας λόγος που καθυστέρησε τη χρήση αυτών (εννοείται των turbocharger). Επίσης, το καύσιμο τότε ήταν αρκετά πιο οικονομικό, οπότε δεν τους περιόριζε σε κάτι η αυξημένη κατανάλωση των superchargers.
Παρόλο αυτά οι καιροί άλλαξαν. Η τεχνολογία προχώρησε και έτσι φτάσαμε στο σήμερα, να έχουμε μια πληθώρα μετάλλων και κραμάτων για κάθε συνθήκη και να μας ενδιαφέρει αρκετά η οικονομία καυσίμου και η μείωση του βάρους στις αεροπορικές κατασκευές μας. Έτσι, η χρήση των turbochargers, θεωρήθηκε πλέον η πιο κατάλληλη και αποτελεί νούμερο 1 επιλογή για τους σημερινούς κατασκευαστές.
Πηγή: 1) http://www.boldmethod.com/learn-to-fly/systems/whats-the-difference-turbocharger-vs-supercharger/
2) www.victor-aviation.com
3) www.airpigz.com
4) www.ls1tech.com
5) www.forcedaeromotive.com
Η βασική υπεροχή των turbocharger και των supercharger, είναι η δυνατότητα πλεύσης τους σε αρκετά μεγαλύτερο υψόμετρο απ' οτι ένας απλός ατμοσφαιρικός κινητήρας, στον οποίο κάτι τέτοιο θα φάνταζε αδύνατο !
Άς εξετάσουμε το καθένα ξεχωριστά:
Turbocharger
Απο τι αποτελείται:Αποτελείται απο έναν άξονα, πάνω στον οποίο συνδέεται ένας συμπιεστής και μια τουρμπίνα. Επίσης, υπάρχει και μια πύλη/πεταλούδα αποβλήτων/καυσαερίων, όπως λέγεται, η οποία ρυθμίζει τη παροχή και τη ταχύτητα των καυσαερίων, τα οποία δεν θα οδηγούνται στη τουρμπίνα αλλά απευθείας στην έξοδο. Σήμερα, η πύλη αυτή, είναι κυρίως αυτόματη και όχι χειροκίνητη όπως παλιά, αφού έτσι εξασφαλίζουμε μια αλάνθαστη λειτουργία. Ο συμπιεστής παρεμβάλλεται στη διαδρομή που κυκλοφορεί ο αέρας απο την εισαγωγή προς το κινητήρα για να πραγματοποιηθεί καύση, ενώ η τουρμπίνα παρεμβάλλεται στη διαδρομή που ακολουθούν τα καυσαέρια που βγαίνουν απο τη πολλαπλή προς την εξάτμιση του κινητήρα.
 |
| Πηγή: www.boldmethod.com |
Ο αέρας απο την εισαγωγή, καθώς πηγαίνει προς τον κινητήρα περιστρέφει -με ελάχιστες στροφές- τον συμπιεστή. Ένα μέρος των παραγώμενων καυσαερίων, έχοντας αυξημένη θερμοκρασία και πίεση, περιστρέφουν τη τουρμπίνα, η οποία αποκτώντας τώρα περισσότερες στροφές, περιστρέφει ακόμα πιο γρήγορα το συμπιεστή. Η κίνηση του συμπιεστή προέρχεται κυρίως απο την τουρμπίνα. Επίσης, να σημειώσουμε οτι κατά την εκκίνηση, υπάρχει ένας ελάχιστος χρόνος -ας τον πούμε 'νεκρός χρόνος'- στον οποίο δεν υπάρχουν τα απαιτούμενα καυσαέρια για να περιστρέψουν τη τουρμπίνα και με τη σειρά της αυτή, τον συμπιεστή και έτσι εμφανίζεται μια καθυστέρηση στην απόδοση.
Αποτέλεσμα:
Περισσότερος αέρας και με μεγαλύτερη πίεση, εισέρχεται στο κινητήρα για καύση, οπότε έχουμε πλέον τη δυνατότητα να αυξήσουμε την αναλογία αέρα/καυσίμου. Άρα, αυξάνεται η απόδοση του κινητήρα αφού αυξάνεται η ισχύς του.
 |
| Turbocharger (πηγή: www.boldmethod.com απο wikipedia) |
α. πιο αποτελεσματικός, αφού παίρνει κίνηση απο τα παραγώμενα καυσαέρια του κινητήρα, τα οποία δεν εκμεταλλευόταν πριν ο κινητήρας.
β. μικρότερη κατανάλωση καυσίμου
γ. μικρότερο βάρος εγκατάστασης
δ. καλύτερη συνολική αύξηση της ιπποδύναμης, λόγω της ρύθμισης απο την πύλη αποβλήτων
Μειονεκτήματα:
α. ύπαρξη καθυστέρησης στην απόδοση στην εκκίνηση, λόγω νεκρού χρόνου
β. ελάχιστο έως καθόλου όφελος στη λειτουργία 'ρελαντί', λόγω των μικρών ρυθμίσεων ισχύος στη φάση αυτή
γ. ύπαρξη -ιδίως στους παλιότερους turbocharger- του φαινομένου 'power surge (=κύμα δύναμης)', το οποίο συμβαίνει όταν μειώνουμε απότομα την ισχύ του κινητήρα και ο αέρας συσσωρευμένος στη πολλαπλή εισαγωγής, προκαλεί ανάστροφη ροή και κραδασμούς.
Supercharger
Απο τι αποτελείται:
Αποτελείται απο έναν άξονα και έναν συμπιεστή. Δηλαδή... δεν υπάρχει τουρμπίνα! Άρα πως περιστρέφεται ο συμπιεστής ;.... συνδέεται μέσω ιμάντα ή αλυσίδας/καδένα με τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα και έτσι παίρνει κίνηση. Αυτή, είναι και η βασική του διαφορά με τον turbocharger.
 |
| Πηγή: www.boldmethod.gr |
Αρχή λειτουργίας:
Ο αέρας, απο την εισαγωγή, καθώς πηγαίνει προς τον κινητήρα περιστρέφει
-με ελάχιστες στροφές- τον συμπιεστή. Μετά τη καύση και την εκτόνωση, η δύναμη περιστροφής που ασκείται στον στροφαλοφόρο, ουσιαστικά περιστρέφει -εκτός απο τον έλικα/προπέλα- και τον άξονα του supercharger. Έτσι αυξάνονται οι στροφές του συμπιεστή. Η κίνηση του συμπιεστή προέρχεται
απο την περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα.
Στη παρακάτω φωτογραφία, φαίνεται η πολυπλοκότητα σύνδεσης του στροφαλοφόρου με τον άξονα του συμπιεστή του supercharger.
 |
| Πηγή: www.boldmethod.com απο wikipedia |
Περισσότερος αέρας και με μεγαλύτερη πίεση, εισέρχεται στο κινητήρα για καύση, οπότε έχουμε πλέον τη δυνατότητα να αυξήσουμε την αναλογία αέρα/καυσίμου. Άρα, αυξάνεται η απόδοση του κινητήρα.
Πλεονεκτήματα σε σύγκριση με έναν turbocharger:
α. δεν παρουσιάζουν καμιά καθυστέρηση ούτε στην εκκίνηση ούτε κατά τη πτήση
β. ενισχύουν το κινητήρα και στις πολύ χαμηλές στροφές, κάτι που δεν γίνεται με τους turbochargers
γ. είναι φθηνoί στη κατασκευή
δ. εξασφαλίζουν μια 'μηχανολογική απλότητα', αφού η χρήση turbocharger απαιτεί επανασχεδίαση του τμήματος εισαγωγής και εξάτμισης, ρύθμιση της πίεσης εισαγωγής αέρα, ρύθμιση του συστήματος ψύξης για περισσότερη ψύξη λόγω υψηλότερης θερμοκρασίας, κτλ.
Μειονεκτήματα:
α. έχουν γενικά χαμηλή απόδοση, αφού 'κόβουν' ισχύ απο το στροφαλοφόρο για να εξασφαλίσουν τη κίνησή τους. Αυτή η εξάρτησή τους απο τον στροφαλοφόρο, είναι το σημαντικό τους μειονέκτημα.
β. έχουν αυξημένη συντήρηση, λόγω τροχαλιών, γραναζιών, κτλ.
γ. μεγαλύτερη πιθανότητα ύπαρξης ζημιάς, αφού χρησιμοποιούν περισσότερα κινούμενα εξαρτήματα
δ. έχουν αυξημένη κατανάλωση
Ποιός πρωτοεμφανίστηκε πρώτος, ποιός είναι καλύτερος, ποιόν επιλέγουμε σήμερα,...,κτλ ;
Η χρήση του supercharger, ξεκίνησε απο χρόνια πριν, ιδίως στη περίοδο του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Η χρήση τους, αύξησε την απόδοση των αεροσκαφών και όποιος τη διέθετε... υπερείχε έναντι του αντιπάλου! Επίσης σε συνδυασμό με την έλλειψη υψηλής αντοχής μετάλλων, που θα μπορούσαν να αντέξουν την υψηλή θερμοκρασία που παράγουν οι turbochargers, ήταν ένας λόγος που καθυστέρησε τη χρήση αυτών (εννοείται των turbocharger). Επίσης, το καύσιμο τότε ήταν αρκετά πιο οικονομικό, οπότε δεν τους περιόριζε σε κάτι η αυξημένη κατανάλωση των superchargers.
Παρόλο αυτά οι καιροί άλλαξαν. Η τεχνολογία προχώρησε και έτσι φτάσαμε στο σήμερα, να έχουμε μια πληθώρα μετάλλων και κραμάτων για κάθε συνθήκη και να μας ενδιαφέρει αρκετά η οικονομία καυσίμου και η μείωση του βάρους στις αεροπορικές κατασκευές μας. Έτσι, η χρήση των turbochargers, θεωρήθηκε πλέον η πιο κατάλληλη και αποτελεί νούμερο 1 επιλογή για τους σημερινούς κατασκευαστές.
Εγκατάσταση turbocharger σε ένα LP1 αεροσκάφος:
2) www.victor-aviation.com
3) www.airpigz.com
4) www.ls1tech.com
5) www.forcedaeromotive.com
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου