Doładowanie falą ciśnienia

US4563997 Rys. 1 Doładowanie z falą ciśnienia

Doładowanie z falą ciśnieniową (znane również jako wirnik falowy ) to rodzaj technologii doładowania , która wykorzystuje fale ciśnienia wytwarzane przez impulsy gazów spalinowych silnika spalinowego w celu sprężania powietrza dolotowego . Jego zastosowanie w motoryzacji nie jest powszechne; najpowszechniej używanym przykładem jest Comprex , opracowany przez Browna Boveri .

Firma Valmet Tractors z Finlandii jako jedna z pierwszych zastosowała to urządzenie, montując je w silniku 411CX, który napędzał ich model 1203 z 1980 r. Chociaż zapewniało to użyteczny wzrost wydajności, uznano je za zbyt drogie, aby można je było zastosować w późniejszych modelach. Ferrari testowało takie urządzenie podczas opracowywania samochodu Formuły 126C . System nie nadawał się do tak schludnej instalacji, jak alternatywny układ z podwójną turbosprężarką, a samochód nigdy nie był ścigany w tej formie. Bardziej udanym zastosowaniem był silnik wysokoprężny serii RF znaleziony w 1988 roku Mazda 626 Capella ; ostatecznie 150 000 samochodów Mazdy z silnikiem Diesla zostało wyposażonych w doładowanie Comprex. Inni użytkownicy to Peugeot , Opel i Mercedes-Benz .

Samochód koncepcyjny Greenpeace SmILE wykorzystuje sprężarkę doładowującą Hyprex z falą ciśnieniową opracowaną przez szwajcarską firmę Wenko AG . NASA wykorzystuje wirniki falowe w eksperymentach mających na celu zwiększenie wydajności turbin gazowych . Wirnik falowy jest umieszczony pomiędzy sprężarką, komorą spalania i turbiną, aby wydobyć więcej energii z procesu spalania.

Zasada

4 cykle działania doładowania z falą ciśnieniową.

Procesem steruje cylindryczny wirnik komorowy napędzany wałem korbowym silnika za pomocą paska lub łańcucha. Poszczególne ogniwa naprzemiennie otwierają i zamykają otwory spalin i świeżego powietrza. Po osiągnięciu otworu po stronie spalin, spaliny pod ciśnieniem napływają do ogniwa i tam sprężają świeże powietrze (schemat etap 2). Gdy wirnik komory nadal się obraca i osiąga otwór po stronie wlotowej, sprężone powietrze przepływa do silnika (3). Zanim spaliny będą mogły wypłynąć, otwór jest ponownie zamykany, a kolumna spalin odbija się przed wejściem do silnika (4). Spaliny wypływają z dużą prędkością, zasysając dalsze powietrze dolotowe do znajdującej się za nimi komory, powtarzając proces (1).

Zalety

Wymiana energii w doładowaniu wykorzystującym falę ciśnieniową odbywa się z prędkością dźwięku, co zapewnia dobrą reakcję nawet przy niskich prędkościach obrotowych silnika, co jest częstą wadą silników z turbodoładowaniem. Łączy w sobie zalety doładowania mechanicznego i doładowania spalinami, oferując duży moment obrotowy przy niższych prędkościach obrotowych silnika.

Niedogodności

System Comprex ma dwie wady. Po pierwsze, gazy spalinowe mieszają się ze świeżym powietrzem potrzebnym do spalania, co prowadzi do recyrkulacji spalonych gazów. Po drugie, to mieszanie podnosi również temperaturę gazu dolotowego. Obydwa te czynniki stanowią znacznie mniejszy problem w przypadku silnika wysokoprężnego niż benzynowego, stąd rzadkość Comprexu w zastosowaniach z silnikami benzynowymi.

System sterowania

System sterowania optymalizujący wydajność został opatentowany w 1986 roku przez Hachiro Aoki dla Diesel Kiki Co. Ltd., Tokio, Japonia - patent Stanów Zjednoczonych 4563997.

Zobacz też

Linki zewnętrzne