Supraalimentarea sau arta inflației

1000 și 1 mod de a-l sufla în bronhii

Înainte de al Doilea Război Mondial, supraalimentarea făcea minuni la motociclete. A crescut mult datorită industriei aviației, deoarece motoarele de aeronave au pierdut o putere extraordinară pe măsură ce urcau. Handicap teribil în lupta aeriană! Aviația, armamentul și producția de motociclete sunt strâns legate (de exemplu, BSA înseamnă Birmingham Small Arms!), Motocicleta a putut beneficia de transferul de tehnologie. Gândiți-vă că, în 1939, compresoarele BMW 500 au dezvoltat o mică schimbare de la 80 CP. până la 8000 rpm și a ajuns la 225 km/h!

Așa că eram pe drumul cel bun, dar între celebrele carene „gunoi” extrem de aerodinamice și motoarele supraalimentate, motocicletele au atins viteze uluitoare și, mai presus de toate, sunt foarte periculoase. Trebuie să punem acest lucru în contextul vremurilor, cu anvelope, precum și cu frâne care au fost în mare parte umbrite și cu infrastructură care nu a fost. Confruntat cu multe decese, regulile au fost schimbate și când a fost creată Cupa Mondială în 1949, supraîncărcarea a fost interzisă în competiție. După această oprire, procesul se luptă să decoleze din nou pe motocicletă. Într-adevăr, cum să promovăm tehnologiile care cresc dramatic productivitatea fără a te baza pe concurență? De fapt, poziționarea comercială a motocicletelor supraalimentate a devenit șocantă și aproape că au dispărut mult timp din gama tuturor producătorilor. Cu toate acestea, mâncatul în exces este bun!

Turbo nebunie

În anii 1980, Occidentul, care abia își revine după primul șoc de ulei (1973), a „redus” devreme pentru a reduce consumul de motor. La mașini, deplasările mari nu mai au vânt în pânze, așa că începem să umflam motoare mici cu un turbocompresor. F1 folosește această tehnologie cu prețul unei echivalențe care va dura mult timp: 3 L aspirați natural cu 1,5 L supraalimentați. Foarte repede, bătălia se va dovedi a fi neuniformă, turbo mic zdrobește literalmente marea „atmosferă”. Cu o presiune de încărcare de până la 4 bari, calificarea de 1,5 litri atinge 1200 CP. (!) când 3L înseamnă aproximativ jumătate. În euforia generală, tehnologia progresează în salturi și depășește de la F1 la fiecare mașină, profitând din plin de imaginea concurentului. Dusă de val, bicicleta pornește cu mai puțin succes. Cele 4 mașini japoneze vândute la acea vreme nu au avut mare succes din cauza lipsei de credibilitate. Sunt feroce, cu timpi mari de răspuns turbo și cicluri frecvente, deoarece designul lor nu este foarte inspirat. Doar Honda își revizuiește intelectual copia, înlocuindu-și 500 CX cu turbocompresor cu o versiune mai civilizată a lui 650. Pe scurt, turbo va reveni rapid la cutia lui și nu va fi uitat... Până când Kawasaki ne va aduce noul și cel mai impresionant motocicleta supraalimentata, H2, dar de data aceasta fara turbo. Într-adevăr, există o mie și una de moduri de a arunca în aer un motor. Să aruncăm o privire mai atentă.

Turbocompresor

După cum sugerează și numele, se bazează pe o combinație de turbină și compresor. Principiul este de a folosi energia reziduală a gazelor de eșapament pentru a antrena turbina. Montat pe un arbore atașat la un compresor pe care îl antrenează efectiv, împinge gazele de admisie prin el. Cu cât consumul de gaze de eșapament este mai mare, cu atât mai multă putere are turbina. Astfel, există o slăbiciune relativă în modurile foarte scăzute. Astăzi, turbocompresoarele foarte mici cu geometrie variabilă aproape șterg acest defect. Montat pe rulmenti hidraulici, turbo poate rula la 300 rpm !!!

plus: Energie recuperată „gratuit” / consum bun

Mai mica: Eficiență modestă la turații foarte mici. Timp de răspuns rapid. Complexitate mecanică și zone foarte fierbinți greu de controlat. (Tubo ar putea deveni roșu!). Dificultate la încărcarea unui cilindru.

Compresoare mecanice

Aici, turbina este înlocuită de un mecanism de pe motor, care, prin urmare, antrenează sistemul de alimentare forțată în sine. Acest lucru reîncarcă eficient toate motoarele, chiar și un singur cilindru volumetric mic. Există diferite tipuri de compresoare. Centrifugă, spirală, centrifugal-axială, cu palete (aceasta este soluția pe care a ales-o Peugeot pentru scuterele sale 125) și volumetrice.

Compresorul cu spade (tip rădăcină) se numește volumetric. Se antrenează cu o turație apropiată de cea a motorului, sau chiar identică, dar volumul său, fiind mai mare decât cel al motorului, gazele sunt împinse mecanic către admisia. Strict vorbind, nu există compresie internă în compresor, dar pentru că funcționează mai mult decât dimensiunea motorului, există supraîncărcare și, prin urmare, putere crescută.

Alte procese folosesc turbine care se rotesc la viteze foarte mari și astfel comprimă gazele prin forța centrifugă. La Kawasaki H2, compresorul aspiră gazele în centrul său și le împinge afară din turbină. Viteza de rotație foarte mare este cea care creează acest fenomen. Conectat la arborele cotit prin roți dințate epiciclice, rulează de 9,2 ori mai repede, dând aproape 129 rpm când motorul se ridică la 000 rpm! Astfel, viteza de descărcare nu este chiar liniară ca la un compresor fracționat, deoarece randamentul volumetric al unui compresor centrifugal crește cu viteza, cu toate acestea, eficiența mecanică este mai bună.

plus: Rată de supraalimentare constantă sau aproape constantă, indiferent de dietă, prin urmare disponibilitate și cuplu excelent peste tot. Fără timp de răspuns, fără zonă fierbinte și fără capacitate reîncărcabilă pentru toate motoarele, chiar și pentru un cilindru.

Меньше: puterea consumata pentru comprimarea motorului nu este „gratuita”, deci provoaca consumuri excesive si eficienta mai scazuta

Compresor electric

Aceasta este o soluție testată în prezent în industria auto (în Valeo): un motor electric antrenează compresorul până la 70 rpm. Energia electrică poate fi furnizată de un generator care recuperează o parte din energie în timpul decelerării și frânării. Compresorul și motorul său cântăresc aproximativ 000 kg.

mai mult: Nu există nicio conexiune mecanică la motor sau la zona fierbinte. Capacitatea de a controla compresorul la cerere, cu timpi de afișare multiple pentru a modula comportamentul motorului la cerere. Fără timp de răspuns (aproximativ 350 ms, comparativ cu aproape 2 secunde pentru turboalimentare!)

Меньше: Pentru puterile electrice implicate (peste 1000 W) este greu de dezvoltat la 12 V. De fapt, trebuie avut in vedere o trecere de 42 V pentru a reduce intensitatea curentilor.

Intercooler * Kesako?

* răcitor de aer

După cum se vede cu o pompă de bicicletă, aerul comprimat se încălzește. Acest lucru este rău pentru motor și ocupă mai mult spațiu (expansiune). Pentru a-l răci, aerul comprimat este trecut printr-un radiator (numit și schimbător aer/aer sau schimbător de aer). Acest lucru ușurează motorul și crește presiunea de sarcină și/sau raportul de compresie în favoarea eficienței. Din cauza dimensiunii și greutății lor și a presiunii de alimentare mai scăzute, motocicletele nu au adesea nevoie de un schimbător de căldură. Peugeot, însă, a adoptat unul pentru compresorul său Satelis.

Altă sarcină:

Compresoare cu efect de val: Folosit de Ferrari în Formula 1 în anii 1980, acum aproape dispărut. Cu toate acestea, am putut vedea la Salonul Auto de la Milano 2016 o companie care a introdus un sistem de tambur numit „încărcător de tobe”, care era foarte diferit în principiu și mult mai puțin eficient decât „trenurile” Ferrari. Și aici, puful de presiune de evacuare este folosit pentru a încărca motorul. Acest exces de presiune deplasează diafragma, a cărei cealaltă parte este în contact direct cu circuitul de admisie. Sistemul de supape purifică apoi gazele admise în motor atunci când diafragma reduce volumul de admisie. Odată ce presiunea este eliberată, arcul readuce diafragma într-o poziție care aspiră de fapt gaze proaspete prin primul set de supape. Foarte simplu și ieftin, acest proces realizează 15 până la 20% putere, cu o mică reducere a consumului datorită disponibilității mai mari a motorului la turații mici.

Sarcina naturala: constă în reglarea motorului (pe măsură ce reglați instrumentul) și folosirea pulsației în aerul de admisie pentru a îmbunătăți umflarea. Aceasta este ceea ce tehnica cu lungime variabilă încearcă să obțină într-o gamă largă de viteze. Viteza de încărcare poate fi de până la 1,3. Adica 1000 cmc prevazut ofera pescuit cu un volum de 3 cmc.

Admisia dinamica a aerului: Procesul este de a folosi viteza motocicletei pentru a împinge aerul în admisie. Câștigul este foarte modest: 2% la 200 km/h, 4% la 300 km/h. Adică 1000 cm3 se comportă ca de la 1040 cm3 la 300... și noi îl folosim foarte rar și pentru scurt timp!

Concluzie

O tehnologie foarte promițătoare, supraîncărcarea încă trebuie să se dovedească la motociclete. Eventuala lui întoarcere la Endurance îi deschide porți. Într-adevăr, din sezonul 2017/2018, în categoria prototipurilor sunt permise 3 cilindri până la 800 cmc și 3 cilindri până la 2 cm1000 și XNUMX cilindri până la XNUMX. despre apariția de noi modele de carosieri.