Что такое отношение A / R?

Сегодня я слышал термин A / R, когда смотрел видео о турбокомпрессорах.

• Что означает термин отношение A / R?
• Это относится только к турбинам? Если нет, то к чему еще это относится?
• Как это вычисляется?
• Почему это важно?

Что означает термин отношение A / R?

Практически во всех автомобильных приложениях, которые вы, вероятно, увидите, турбины представляют собой радиальную секцию турбины в форме улитки, прикрепленную к аналогичной секции компрессора. Как мы видим на этой иллюстрации из статьи « Основы турбокомпрессора» :

Как это вычисляется?

Отношение площади поперечного сечения к радиусу является следствием нашего желания превратить линейную энергию (выхлопные газы, выходящие из коллектора) в радиальную энергию (нам нужно вращать эти маленькие колеса). Нам нужно что-то, что сильно напоминает воронку, которая была растянута и скручена в спираль.

Например, посмотрите на впускной патрубок: это относительно большой фитинг, который принимает все выхлопные газы. По мере того, как трубопровод закручивается в том месте, где находится колесо турбины, радиус каждого витка уменьшается. Чтобы сохранить плавный поток, площадь поперечного сечения этого трубопровода также уменьшается со скоростью, пропорциональной уменьшению площади. Результатом является постоянное соотношение A / R.

Это относится только к турбинам? Если нет, то к чему еще это относится?

Любая воздуходувка, компрессор, турбина или насос с радиальным потоком, вероятно, будут иметь аналогичную форму и, следовательно, также будут иметь постоянное отношение A / R.

Почему это важно?

Это то, где все становится веселее: я становлюсь мистером Волшебником, и мы можем заниматься наукой.

Для этого эксперимента вам понадобятся три вещи:

1. Самая тонкая соломинка для перемешивания, через которую вы все еще можете взорваться.
2. Обычная трубочка.
3. Часть садового шланга, на которую вы готовы надеть губы.

Сначала продуйте мешалку. Почувствуйте поток воздуха на другом конце. Это похоже на лазерный луч давления воздуха, верно? Вы можете сфокусировать его прямо на цели, раздувая мелкие предметы, похожие на крупинки соли, как сумасшедшие.

Теперь попробуйте соломинку. Это не похоже на лазер. Вы все еще можете раздувать соль, но это не так сфокусировано.

Попробуйте дуть так сильно, как можете. Огромные пуфы соли летают без затруднений, верно? Теперь попробуйте мешалку снова. Удар так сильно, как вы можете. Заметьте, как энергия, выходящая наружу, кажется пиковой, даже если ваши глаза вот-вот выпадут из головы?

Теперь попробуйте садовый шланг. Это скучно, правда? Такое ощущение, что ничего особенного не выходит на другой конец. Вы можете взорвать супер трудно без затруднений, но и без каких-либо больших наград.

В этом небольшом эксперименте мы используем вас и выбранную вами соломинку, чтобы заменить турбинную часть турбины и зерна соли в качестве самой турбины. Цели турбины со стороны турбины:

1. Заставьте это турбинное колесо двигаться как можно скорее (мы хотим увеличить скорость на низких оборотах). Мешалка небольшой площади иллюстрирует это: легко пройти через нее почти без усилий.
2. Продолжайте вращать эту турбину по мере увеличения энергии выхлопных газов. Мешалка показывает, что небольшая область быстро истощается. Чем больше площадь соломы, тем лучше.
3. Избегайте ограничения потока газа, действующего как узкое место выхлопа и ограничивающего общую мощность. Садовый шланг практически не имеет никаких ограничений. Мешалка заставила твои глазные яблоки выскочить.

Как общее практическое правило, небольшое соотношение A / R используется для оптимизации низкого запаздывания, ускорения нижнего уровня, при этом принося в жертву усиление высокого конца. Они распространены сегодня на уличных автомобилях. Более высокое отношение A / R используется для оптимизации пикового, мощного усиления и отлично подходит для использования на трассе.

Отношение A / R - это отношение площади поперечного сечения области, где протекают газы, и радиуса этого пятна от центра турбокомпрессора. Обычно отношение A / R является постоянным вдоль каналов, по которым протекают газы.

Проще говоря

Буквы A / R относятся к площади и радиусу.

Если радиус турбокомпрессора больше в данной точке, площадь поперечного сечения этого пятна должна быть больше, чтобы поддерживать постоянное отношение A / R.

И наоборот, если радиус турбонагнетателя меньше в данной точке, площадь поперечного сечения в этой точке должна быть меньше, чтобы поддерживать постоянное отношение A / R.

Меньшие отношения A / R оптимизируют турбонагнетатель для быстрого отклика, но это уменьшает высокую мощность вращения. Большие отношения A / R имеют большее усиление при высоких оборотах, но они имеют больше «турбо-задержки» (задержка в повышении).

Турбокомпрессоры имеют два отношения A / R, одно для стороны турбины (сторона выпуска) и одно для стороны крыльчатки (сторона впуска).

Если целью турбонагнетателя является обеспечение дополнительной эффективности или более низкого крутящего момента, то предпочтительным является более низкое отношение A / R. Двигатель будет очень чувствителен к изменениям дроссельной заслонки, с небольшим заметным запаздыванием.

Если цель турбонагнетателя - обеспечить максимальную мощность для гонок, то предпочтительным является высокое отношение A / R. Это будет оказывать меньшее противодавление на стороне выпуска, и это обеспечит больший наддув без чрезмерного числа оборотов турбины. Там будет, однако, более заметное отставание.