Двигатель Z 13 DTH имеет в своем распоряжении турбонагнетатель нового поколения - с изменяемой геометрией турбины (VNT) (Variable Nozzle Turbines). Направляющие лопатки турбины приводятся в действие электропневматическим приводом. Благодаря этой технологии достигается оптимальная эффективность турбонагнетателя в любом диапазоне частоты вращения.
Назначение турбонагнетателя
С помощью турбонагнетателя можно достичь больших крутящих моментов и, следовательно, более высоких значений мощности двигателя. Это удается благодаря тому, что сжимается впускаемый в цилиндр воздух. Вследствие повышенной герметичности, таким образом, при каждом такте впуска большее количество кислорода может попасть в камеру сгорания двигателя. При повышенном содержании кислорода возможно улучшенное сгорание - мощность увеличивается.
Тепловая и кинетическая энергия отработавших газов двигателя используются для того, чтобы привести в действие работающую на ОГ турбину турбонагнетателя. Турбина, работающая на ОГ, приводит в действие компрессор. Компрессор сжимает впускаемый в цилиндр воздух, благодаря чему воздух нагревается. В охладителе нагнетаемого воздуха он снова охлаждается.
Функционирование
При низких частотах вращения направляющие лопатки турбины турбонагнетателя управляются электрически и, благодаря пониженному давлению, устанавливаются в таком положении (I), чтобы поток ОГ появился на наружном крае направляющих лопаток турбины. Это вызывает сужение потока ОГ и приводит к увеличению скорости потока ОГ и давления наддува. По закону рычага это вызывает повышенный крутящий момент при пониженной частоте вращения.
Если повышается частота вращения вала двигателя, увеличивается входное сечение ОГ благодаря обновленной установке направляющих лопаток турбины (II). Теперь частицы газа преимущественно больше не попадают на наружный край направляющих лопаток турбин, а распределяются по всей их длине. Хотя теперь турбонагнетатель работает неэффективно, но балансируется благодаря повышенному объему ОГ при высоких оборотах двигателя.
Но если требуется максимальная мощность двигателя (например, в процессе обгона), то направляющие лопатки турбины, приводимые в действие электропневматическим приводом, устанавливаются в положение для низкой частоты вращения, что заметно увеличивает мощность турбины и, следовательно, давление наддува, и достигается максимальная мощность двигателя.
Детальное изображение турбонагнетателя
- 1. Малая частота вращения вала двигателя и количество ОГ
- 2. Большая частота вращения вала двигателя и количество ОГ