Dijelaskan Turbo Calculator

[ad_1]

Kalkulator turbo adalah aplikasi perangkat lunak yang berguna yang membantu Anda memilih turbocharger yang tepat untuk membangun Anda. Kalkulator yang bagus memiliki fitur tambahan yang membantu Anda memaksimalkan potensi pengaturan turbo Anda termasuk meningkatkan karakteristik spul dan mempertahankan kontrol yang andal atas tekanan dorongan Anda.

Intro ke turbos

Turbocharger adalah kompresor udara yang biasanya terpasang pada mesin untuk meningkatkan kinerjanya. Sisi kompresor dari turbocharger memotong udara yang masuk ke sistem intake mesin dan mengompresnya sebelum mencapai silinder. Kompresi ini meningkatkan densitas udara yang memungkinkan mesin untuk menelan lebih banyak molekul oksigen (yang penting untuk proses pembakaran) dalam volume silinder yang sama, ergo membuat mesin bernapas seperti mesin perpindahan yang lebih besar dan akhirnya memungkinkannya untuk menghasilkan lebih banyak tenaga.

Sisi turbin dari turbocharger inilah yang menggerakkan roda kompresor yang dijelaskan di atas. Turbin memotong gas buang yang keluar dari mesin, dan menggunakan bagian dari energi termodinamika yang tersimpan dalam gas yang panas dan bergerak cepat untuk memutar roda turbin. Roda turbin ini secara fisik terhubung ke roda kompresor dan karena mengambil kecepatan turbo mulai berputar – yang merupakan titik di mana kompresor mencapai kecepatan yang cukup tinggi di mana ia dapat mulai mengompres udara untuk memberi makan berlebih pada sisi asupan mesin seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Mencocokkan ukuran turbo dengan permintaan mesin

Sekarang ada banyak kemungkinan kombinasi berbagai ukuran kompresor dan turbin yang menciptakan berbagai turbocharger untuk bekerja pada kendaraan apa pun. Misalnya mesin pemindah yang sangat besar yang tidak memiliki target daya kuda tinggi akan memerlukan turbin yang lebih besar yang tidak akan mencekik aliran pembuangan tetapi turbo yang lebih kecil yang tidak harus melakukan banyak pekerjaan mengompresi udara untuk target daya kecil. Sebagai alternatif, mesin kecil dengan target daya yang sangat tinggi, seperti mesin drag racing empat silinder akan membutuhkan sisi turbin yang lebih kecil untuk kumparan yang lebih cepat, tetapi dengan sisi kompresor yang sangat besar untuk dapat memberikan target daya yang sangat tinggi di rasio tekanan yang sangat tinggi.

Apa yang dilakukan oleh kalkulator turbo yang baik adalah membantu Anda memilih turbocharger yang tepat untuk menyesuaikan sisi asupan dan sisi pembuangan mesin Anda untuk memberikan keseimbangan terbaik antara kumparan cepat dan mencapai target daya kami secara keseluruhan.

Secara umum, turbin yang lebih besar dan roda kompresor yang lebih besar lebih besar dan lebih berat … dan membutuhkan lebih banyak waktu dan lebih banyak energi untuk meningkatkannya. Pada saat yang sama turbin yang lebih besar dan roda kompresor yang lebih besar mampu mendukung target daya yang lebih tinggi tanpa mencekik atau membatasi aliran mesin. Ini adalah pertukaran yang inheren antara kumparan dan kekuatan puncak yang merupakan sifat dari permainan sizing turbo.

Faktor yang mempengaruhi permintaan mesin

Mengetahui bahwa turbo didorong oleh aliran gas buang mesin, dan juga mengetahui bahwa turbo harus memiliki aliran udara puncak yang lebih tinggi daripada mesin kami (untuk memaksakannya dan menaikkan tingkat daya kami) … kemudian di inti dari setiap kalkulator turbo yang baik adalah model mesin yang baik yang mengerti berapa banyak daya dan aliran mesin yang sudah dibuat untuk memilih turbocharger yang tepat.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tuntutan mesin bahwa sebagian besar penggemar kinerja sangat mungkin untuk tampil di mobil mereka sebelum, atau selama melakukan konversi turbo atau memasang kit turbocharger.

Sebagai contoh:

* Meningkatkan perpindahan mesin biasanya akan meningkatkan daya mesin antara 2% dan 15% tergantung pada jenis kit over-bore atau stroker yang digunakan.

* Meningkatkan rpm di mana mesin menghasilkan tingkat daya puncaknya akan mempengaruhi daya dengan rasio kedua rpm … misalnya menggunakan camshaft aftermarket untuk memungkinkan mesin menghasilkan tenaga puncak pada 7500 rpm dibandingkan dengan 6500 rpm untuk camshaft saham harus meningkatkan pengiriman daya sekitar 15% tergantung pada nada yang tepat.

* Modifikasi lain seperti intake manifold baru atau sistem pembuangan yang lebih besar dan manifold buang yang dirancang lebih baik untuk sistem turbo dapat meningkatkan efisiensi volumetrik engine pada aliran puncak dengan antara 5 dan 15%

Menggabungkan semua faktor tersebut secara bersama-sama, adalah mungkin bahwa mesin yang Anda coba untuk turbocharge sudah memproduksi hingga 50% lebih banyak daya (dan dengan demikian memiliki 50% lebih tinggi tuntutan dari turbocharger yang diusulkan) daripada mesin stok yang masih melakukan untuk parameter buatan aslinya.

Menghitung rasio tekanan ideal Anda

Sekarang kita tahu permintaan mesin dan tingkat daya baru kita (setelah memfaktorkan dalam modifikasi apa pun yang telah kita lakukan seperti yang disebutkan sebelumnya), kita kemudian dapat beralih untuk memilih turbocharger yang dicocokkan dengan kombinasi mesin yang tepat ini.

Mesin normal bernapas di bawah satu-satunya efek tekanan udara ambient karena kondisi atmosfer Bumi. Kondisi ini bervariasi dengan hal-hal seperti elevasi dan kelembapan; Namun, pada umumnya kebanyakan mesin bernafas karena perbedaan tekanan 1 bar dorongan (atau 1 atmosfer) antara udara luar, dan vakum di dalam silinder.

Jika mesin kami saat ini menghasilkan 450 daya kuda pada 1 atmosfer dalam bentuk yang disedot secara alami, dan kami ingin membuat 750 tenaga kuda dengan turbocharger maka logika berjalan sebagai berikut:

Untuk memaksa mesin mengalirkan 750 tenaga kuda daripada 450 daya kuda, turbocharger perlu menciptakan kondisi di mana intake manifold mobil beroperasi di atas tekanan atmosfer normal 1 bar. Tingkat tekanan yang tepat diperlukan di dunia yang ideal sebenarnya adalah rasio dari dua tingkat daya yaitu 1,66 bar (atau 1,66 atmosfer) tekanan karena aliran udara dan tekanan udara berhubungan linier.

Mengetahui hal ini sekarang, kita tahu bahwa kita mencari turbocharger yang dapat mengalirkan daya sebesar 750 tenaga kuda (sekitar 1.125 kaki kubik per menit) pada rasio tekanan 1,66.

Angka ini 1125 cfm @ 1,66 PR adalah kunci untuk memilih roda kompresor yang tepat yang mampu mengalirkan banyak udara, pada tingkat tekanan itu, pada tingkat efisiensi yang cukup tinggi.

Rasio Densitas nyata vs rasio Tekanan ideal

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, dalam kondisi ideal, rasio tekanan 1,66 sudah cukup untuk mencapai tujuan daya kami. Namun, di dunia nyata, suhu udara naik ketika udara dimampatkan. Kenaikan suhu ini menyebabkan udara memuai karena kami mencoba memadatkannya yang mengurangi kerapatannya.

Kombinasi dari ekspansi termal ini adalah hilangnya efisiensi kompresor. Kompresor ideal memiliki rasio kepadatan 2,0 pada rasio tekanan 2,0, yaitu ketika udara dikompresi menjadi dua kali tekanan, sekarang pada setengah ukuran, dan pada dua kali lipat kerapatan … Namun di dunia nyata, rasio kepadatan selalu tertinggal di belakang rasio tekanan tergantung pada efisiensi termal dari roda kompresor di mana ada kemungkinan bahwa rasio tekanan target kami 1,66 bahwa rasio kepadatan aktual kami adalah 1,5 yang berarti kekuatan yang sebenarnya akan kami buat pada tingkat dorongan ini akan menjadi 675 tenaga kuda daripada target 750.

Menggunakan inter-cooler yang baik, setelah turbocharger dapat membawa efisiensi sistem secara keseluruhan hingga hampir 85% atau 90%. Tetapi ini berarti bahwa dalam banyak kasus, Anda harus tahu bahwa sebagian besar kalkulator turbo adalah sekitar 10 hingga 15% dari level daya target Anda dan Anda perlu sedikit lebih banyak tekanan untuk mencapai target daya target Anda. Itu kecuali kalkulator turbo mengetahui titik yang tepat pada peta kompresor di mana Anda akan membuat daya puncak, dan kecuali itu mengoreksi untuk kedua efisiensi kompresor pada saat itu serta efisiensi antar pendingin (yang merupakan dua faktor yang mempengaruhi kesenjangan antara rasio kepadatan nyata dan rasio tekanan ideal),

Karena kalkulator turbo memberi Anda daftar singkat kemungkinan turbocharger yang akan memenuhi kekuatan Anda dan meningkatkan sasaran tekanan agar sesuai dengan tuntutan mesin Anda, adalah kebiasaan baik untuk memilih turbocharger yang sedikit lebih besar di mana titik data Anda (1125 cfm @ 1,66 PR ) sedang duduk di tengah peta kompresor di pulau dengan efisiensi tinggi, daripada di bagian paling kanan dari peta kompresor dari turbocharger yang lebih kecil yang hampir maksimal untuk kombinasi mesin ini. Memiliki turbocharger yang sedikit lebih besar memungkinkan Anda untuk mengkompensasi sedikit perbedaan antara rasio kepadatan aktual dan rasio tekanan terhitung yang tidak dapat dikoreksi oleh sebagian besar kalkulator, dan dengan turbo yang lebih besar ini Anda akan dapat sedikit menaikkan tekanan dorongan Anda yang sebenarnya. untuk memastikan Anda masih mencapai target kekuatan target Anda. Turbocharger yang lebih kecil yang memiliki titik data target Anda di ujung jauh dari peta kompresor pada akhirnya akan memiliki efisiensi kompresor yang lebih rendah di pulau luar yang lebih besar dan tidak akan memiliki lebih banyak ruang untuk tumbuh bersama Anda untuk modifikasi atau peningkatan daya di masa mendatang.

Ukuran Rasio Aspek Turbin

Sekarang kami telah menemukan roda kompresor yang sesuai dengan tuntutan mesin kami, kami harus melanjutkan untuk memilih rasio aspek turbin yang tepat untuk mendapatkan karakteristik spul terbaik dari turbocharger kami. Pada kebanyakan mesin jalan yang menjalankan rasio tekanan dalam kisaran 2.0, Anda akan menemukan bahwa produsen turbocharger telah menyandingkan roda turbin berukuran cukup untuk mencocokkan roda kompresor untuk memberikan kinerja keseluruhan yang baik.

Namun, bahkan setelah yang sudah ditangani oleh produsen, pelanggan masih tersisa dengan rasio aspek turbin pilihan yang membantu menargetkan rpm spool tertentu dalam trade-off untuk aliran puncak.

Aspek rasio turbin adalah rasio diameter pipa masuk turbin ke jari-jari roda turbin. Untuk menyederhanakan penjelasan ini pikirkan tentang kipas yang dipasang dengan pin pada sedotan panjang. Cara tercepat untuk membuat kipas berputar adalah biasanya untuk meniup pada ujung luar dari lobus kipas dengan memfokuskan semua nafas Anda sebagai aliran udara yang rapat pada pelek sebelah luar. 'Nosel' seperti injeksi udara ini membantu menggulung kipas tetapi akhirnya membentuk mulut menjadi nosel membatasi jumlah udara puncak yang akan dapat Anda tiupkan ke kipas sebelum tekanan balik menumpuk di ngengat Anda.

Secara bergantian, membuka mulut Anda dan meniup pada area kipas yang lebih besar akan memakan waktu lebih lama bagi kipas untuk mencapai kecepatan puncaknya tetapi pada akhirnya Anda dapat meniupkan lebih banyak udara melalui kipas tanpa membangun tekanan di mulut Anda.

Aspek rasio turbin adalah rasio area inlet turbo ke diameter roda turbin, dan karena itu telah memilih roda turbin tunggal dan memperbaiki diameter itu, mengubah ukuran saluran masuk turbin mengubah ukuran udara 'nozzle' injeksi ke turbin untuk udara yang keluar dari port knalpot mesin.

Aspek rasio yang lebih kecil memiliki area masuk yang lebih kecil yang meningkatkan efek nozzle dan memberikan spool yang lebih cepat. Aspek rasio yang lebih besar memiliki area inlet yang lebih besar yang mendistribusikan udara di area yang lebih luas dari roda turbin, yang tidak mempromosikan spool, tetapi pada akhirnya membantu mesin bernapas lebih mudah pada tingkat aliran puncak tanpa menciptakan begitu banyak tekanan balik di exhaust manifold .

Secara umum rasio aspek turbin (A / R) dipilih berdasarkan:

* Perpindahan: Semakin besar perpindahan mesin, semakin banyak daya yang dapat dihasilkan pada tingkat rpm rendah, semakin sedikit 'nozzle' yang dibutuhkan dari rumahan turbin, semakin besar rasio aspeknya.

* Redline mesin dan spool rpm target: Semakin tinggi redline mesin, semakin lebar jangkauan rpms yang harus kita kuasai, semakin tidak mendesak untuk menggulirkan turbo pada 2500 rpm (ketika Anda memiliki hingga 10.000 rpm untuk membuat daya dengan) dan semakin besar kemungkinan kita memilih rasio aspek yang lebih besar.

* Rasio tekanan puncak: Semakin tinggi rasio tekanan yang kita bidik, semakin luas jangkauan dinamis output daya yang akan kita lihat dari mesin antara menjadi tidak aktif dan dorongan, dan semakin tinggi kebutuhan aliran akan pada umumnya sisi turbin yang lebih kecil (yang dicocokkan dengan mesin yang lebih kecil untuk mendapatkan jenis kumparan di tempat pertama) dan dengan demikian semakin besar rasio aspek akan dipilih (meskipun pada umumnya turbin radius yang lebih kecil untuk kasus-kasus ini).

Kalkulator turbo yang baik mampu memperhitungkan faktor-faktor yang berbeda dan merekomendasikan rasio aspek yang akan memberikan kompromi yang baik antara spool rpm (rpm di mana turbo pertama mulai menghasilkan daya) dan kapasitas aliran puncak roda turbin ( yang dapat menurunkan hingga 25% – jumlah yang signifikan – untuk perumahan 0,40 A / R vs rumah 1,20 A / R misalnya).

Ukuran gerbang limbah

Limbah-gerbang adalah port knalpot yang dikendalikan oleh tekanan turbo. Setelah tekanan di intake manifold mencapai rasio tekanan yang diinginkan, port limbah-gerbang dibuka untuk mengarahkan gas buang dari roda turbin dan langsung ke sistem pembuangan. Bypass ini mencegah lebih banyak energi untuk mencapai turbin dan mengatur rpm roda turbin.

Konsep umum di balik ukuran limbah-gerbang adalah dua kali lipat:

1- Semakin besar gerbang limbah semakin banyak energi yang dapat Anda ambil dari turbin, dan semakin akurat kendali dorongan Anda. Pintu limbah yang lebih kecil dapat kewalahan pada tingkat aliran yang lebih tinggi dan menunjukkan efek samping seperti 'meningkatkan creep' pada rpm tinggi.

2- Pintu limbah perlu mengalirkan persentase total aliran udara buangan terkait dengan persentase penggunaan turbocharger. Misalnya, turbocharger yang sepenuhnya berputar pada 2500 rpm pada mesin yang memiliki 7500 rpm redline perlu memotong dua pertiga dari udara buangan dari turbin karena hanya sepertiga dari output mesin yang cukup untuk menggulung turbo.

Demikian pula, semakin besar turbocharger Anda dibandingkan dengan target daya Anda (memiliki turbocharger berkapasitas 1000hp pada mesin 600hp misalnya) semakin besar gerbang limbah perlu untuk memindahkan energi buang dari turbin mencegah turbo dari pergi ke rpm maksimumnya dan menghasilkan terlalu banyak dorongan dan terlalu banyak daya (yang mesin mungkin tidak siap untuk bahan bakar atau tangani).

Jadi dengan cara apapun, ada ukuran port limbah-gerbang minimum yang akan mampu menangani turbocharger yang cukup cocok dengan tuntutan mesin Anda. Ketika Anda membesar-besarkan turbocharger yang lebih besar dan lebih besar (menyisakan ruang untuk upgrade di masa mendatang dan lebih banyak daya) dan ketika Anda menurunkan rpm spool dan turbin A / R Anda lebih rendah dan lebih rendah, maka Anda perlu mengkompensasi dengan menggunakan port gerbang-buang yang lebih besar untuk kelola tingkat peningkatan Anda dengan benar.

[ad_2]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *