Как сделать спул турбины раньше

Обновлено: 08.07.2024

Господа турбоводы. Есть конкретная задача. Снять до 220 сил, с объёма 1.8. Но. Необходимо подобрать турбину, с максимально ранним спулом.Или сделать так, чтобы дула максимально рано чуть ли не с 1500-2000. Ваши варианты.
Низ уже готов, под степень 8.4. Рабочие обороты до 5500. Просто городской мотор с хорошим подхватом. Возможно поставить валы с малой фазой. Если есть рабочие варианты с меньшего объёма, пишите, все рассмотрю, обдумаю.
Для примера. Пробовал кататься на 2110 с тд 04, выходила на 0 на 2700. Наддув в кило был на 3700. Пинок адский, но такого мне нафиг не надо.КПП уже 4 за пол года.И комфортным передвижением даже не пахнет. С низов едет как матиз, т.е никак.

Одним из направлений компании Forced-Performance начиная с 2010 года являеться тюнинг тубин. Это очень популярное направления тюнинга направленное на увеличение мощности, которое позволяет без полной переделки компонетов мотора, основываясь на стандартных впускных и выпускных системах получить прибавку в мощности.

Тюнинг турбины являеться следующим этапом после чип тюнинга, и дойдя уже до ограничения по надуву и количеству воздуха, выдоваемого стандартным турбо компрессором. Требуеться уже изменения производительности турбин.

Тюнинг штатной турбины иногда путают с гибридом. Основное отличие что тюнинг турбины базируеться на основе компонентов стандартной турбины но с увеличением параметров. И гибридная турбина представляет из себя полностью переработанную конструкцию с полностью измененной начинкой турбины.

Гибридные турбины на основешариковых компонетов - Garrett, Forced-Performance.

Одним и самым большим плюсом гибридной турбины - это полное изменения конфигурации и всей начинки турбины. Наши гибридные турбины основываються на шарикововой технологии. Используеться двойной керамический подшипник с бронзовым сепаратором что позволяет получить хороший низкий спул с высокой надежностью.

Гибридная турбина — это изменение конструкции турбины, адаптация другого типа картриджа в штатные корпуса турбины. Возможен также переход на другой тип подшипника. Очень частая задача гибридных турбин, это установка шарикового картриджа в корпуса стандартной турбины. Гибридные турбины в большинстве случаев требуют адаптацию подключения подводов антифриза и масла.
Тюнинг турбины — это изменение параметров штатной турбины в пределах ее модификаций. Производится установка увеличенного холодного колеса. В зависимости от задачи, может меняться и турбинное колесо. Не требуется адаптация подводов масла и антифриза. Турбина устанавливается полностью в штатное место.

Основные плюсы шариковой турбины

Получение на 20% мощности больше по сравнения с втулочными аналогами турбин
Уменьшение EGT за счет увеличения пропускной способности во всем диапазоне работы турбины.
Уменьшение времени реакции на педаль газа, и повышение крутящего момента в зоне низких частот вращения коленвала.

Линейка шариковыех турбин Black Performance

В линейке Black Performance представлены турбины от 350Hp до 1000Hp. Благодаря такому широкому спектру, можно подобрать турбину под конкретный объем мотора, задачу и получить максимальный результат. Так-же возможна сборка индивидуальной конфигурации либо адаптация в стандартные корпуса вашей турбины.

Turbine	Size (Induce // Exducer)	Weight
Garrett GT30	60.00mm // 55.00mm	310g
Gram-Ti	66.00mm // 57.00mm	179g
Garrett GT35	68.00mm // 62.00mm	340g

Каждую конфигурацию турбины можно изменить и адаптировать под ваши требования. Мы можем сделать тюнинг любой турбины, в том числе и апгрейд с турбин Garrett GT/GTX

Помимо тестов и разработок конфигураций в США, компания Forced-Performance так же развернули тестовую программу для своих дилеров по всему миру. Мы с гордостью говорим, что Forced-Performance Russia внесла весомый вклад в развитие продукта и его выход на рынок.

Техническая поддержка Forced-Performance Russia

Специалист по технической поддержке Forced-Performance Russia, Дмитрий Квасов:"Для нас было большой честью помочь Forced-Performance в разработке линейки турбин. Это позволило нам проверить в боевых условиях все конфигурации. Никаких нареканий по надежности и качеству у нас нет. Можно сказать что кастомные шариковые турбин от Forced-Performance это наилучшее соотношения цена качество. А при помощи индивидуальных конфигураций можно получить максимальную отдачу на любом моторе и под любую задачу."

Ремонт и восстановление шариковых турбин

Все турбины серии Black Performance имеют абсолютную ремонтно пригодность, и полностью взаимозаменяемы с турбинами фирмы Garrett шариковой серии R. Благодаря этому, можно производить ремонт и полное восстановление с полностью заводским качеством. Всегда в наличии готовые шариковые картриджи для серии турбин Garrett GTX от GTX2860 до GTX4202. Стоимость ремонта турбины составляет от 40 000 руб (полностью новый картридж от Forced-Perfromance, цена действительна только в замен картриджа заказчика)

Реставрация и апгрейд турбин

Одной из новых услуг на российском рынке ремонта шариковых турбин, является полная реставрация и апгрейд турбин. Данная услуга актуальна например для турбин HKS, которые очень популярны на нашем вторичном рынке. Достаточно большое количество их турбо китов были куплены в б\у состоянии, и уже не соответствуют своим заводским характеристикам. Благодаря нашему опыту, можно полностью переработать и восстановить их в состояние абсолютно новых турбин. Более подробно можно прочитать тут

Учёные до сих пор бьются над поиском самых эффективных способов по выработке тока — прогресс устремился от гальванических элементов к первым динамо-машинам, паровым, атомным, а теперь солнечным, ветряным и водородным электростанциям. В наше время самым массовым и удобным способом получения электричества остаётся генератор, приводимый в действие паровой турбиной.

Паровые турбины были изобретены задолго до того, как человек понял природу электричества. В этом посте мы упрощённо расскажем об устройстве и работе паровой турбины, а заодно вспомним, как древнегреческий учёный опередил своё время на пятнадцать веков, как произошёл переворот в деле турбиностроения и почему Toshiba считает, что тридцатиметровую турбину надо изготавливать с точностью до 0,005 мм.

Как устроена паровая турбина

Принцип работы паровой турбины относительно прост, а её внутреннее устройство принципиально не менялось уже больше века. Чтобы понять принцип работы турбины, рассмотрим, как работает теплоэлектростанция — место, где ископаемое топливо (газ, уголь, мазут) превращается в электричество.

Сама по себе паровая турбина не работает, для функционирования ей нужен пар. Поэтому электростанция начинается с котла, в котором горит топливо, отдавая жар трубам с дистиллированной водой, пронизывающим котел. В этих тонких трубах вода превращается в пар.

Понятная схема работы ТЭЦ, вырабатывающей и электричество, и тепло для отопления домов. Источник: Мосэнерго

Турбина представляет собой вал (ротор) с радиально расположенными лопатками, словно у большого вентилятора. За каждым таким диском установлен статор — похожий диск с лопатками другой формы, который закреплён не на валу, а на корпусе самой турбины и потому остающийся неподвижным (отсюда и название — статор).

Пару из одного вращающегося диска с лопатками и статора называют ступенью. В одной паровой турбине десятки ступеней — пропустив пар всего через одну ступень тяжёлый вал турбины с массой от 3 до 150 тонн не раскрутить, поэтому ступени последовательно группируются, чтобы извлечь максимум потенциальной энергии пара.

На вход в турбину подаётся пар с очень высокой температурой и под большим давлением. По давлению пара различают турбины низкого (до 1,2 МПа), среднего (до 5 МПа), высокого (до 15 МПа), сверхвысокого (15—22,5 МПа) и сверхкритического (свыше 22,5 МПа) давления. Для сравнения, давление внутри бутылки шампанского составляет порядка 0,63 МПа, в автомобильной шине легковушки — 0,2 МПа.

Чем выше давление, тем выше температура кипения воды, а значит, температура пара. На вход турбины подается пар, перегретый до 550-560 °C! Зачем так много? По мере прохождения сквозь турбину пар расширяется, чтобы сохранять скорость потока, и теряет температуру, поэтому нужно иметь запас. Почему бы не перегреть пар выше? До недавних пор это считалось чрезвычайно сложным и бессмысленным —нагрузка на турбину и котел становилась критической.

Паровые турбины для электростанций традиционно имеют несколько цилиндров с лопатками, в которые подается пар высокого, среднего и низкого давления. Сперва пар проходит через цилиндр высокого давления, раскручивает турбину, а заодно меняет свои параметры на выходе (снижается давление и температура), после чего уходит в цилиндр среднего давления, а оттуда — низкого. Дело в том, что ступени для пара с разными параметрами имеют разные размеры и форму лопаток, чтобы эффективней извлекать энергию пара.

Но есть проблема — при падении температуры до точки насыщения пар начинает насыщаться, а это уменьшает КПД турбины. Для предотвращения этого на электростанциях после цилиндра высокого и перед попаданием в цилиндр низкого давления пар вновь подогревают в котле. Этот процесс называется промежуточным перегревом (промперегрев).

Цилиндров среднего и низкого давления в одной турбине может быть несколько. Пар на них может подаваться как с края цилиндра, проходя все лопатки последовательно, так и по центру, расходясь к краям, что выравнивает нагрузку на вал.

Вращающийся вал турбины соединён с электрогенератором. Чтобы электричество в сети имело необходимую частоту, валы генератора и турбины должны вращаться со строго определённой скоростью — в России ток в сети имеет частоту 50 Гц, а турбины работают на 1500 или 3000 об/мин.

Упрощённо говоря, чем выше потребление электроэнергии, производимой электростанцией, тем сильнее генератор сопротивляется вращению, поэтому на турбину приходится подавать бо́льший поток пара. Регуляторы частоты вращения турбин мгновенно реагируют на изменения нагрузки и управляют потоком пара, чтобы турбина сохраняла постоянные обороты. Если в сети произойдет падение нагрузки, а регулятор не уменьшит объём подаваемого пара, турбина стремительно нарастит обороты и разрушится — в случае такой аварии лопатки легко пробивают корпус турбины, крышу ТЭС и разлетаются на расстояние в несколько километров.

Как появились паровые турбины

Примерно в XVIII веке до нашей эры человечество уже укротило энергию стихии, превратив её в механическую энергию для совершения полезной работы — то были вавилонские ветряные мельницы. К II веку до н. э. в Римской империи появились водяные мельницы, чьи колёса приводились в движение нескончаемым потоком воды рек и ручьёв. И уже в I веке н. э. человек укротил потенциальную энергию водяного пара, с его помощью приведя в движение рукотворную систему.

Эолипил Герона Александрийского — первая и единственная на следующие 15 веков реактивная паровая турбина. Источник: American Mechanical Dictionary / Wikimedia

Греческий математик и механик Герон Александрийский описал причудливый механизм эолипил, представляющий собой закреплённый на оси шар с исходящими из него под углом трубками. Подававшийся в шар из кипящего котла водяной пар с силой выходил из трубок, заставляя шар вращаться. Придуманная Героном машина в те времена казалась бесполезной игрушкой, но на самом деле античный учёный сконструировал первую паровую реактивную турбину, оценить потенциал которой удалось только через пятнадцать веков. Современная реплика эолипила развивает скорость до 1500 оборотов в минуту.

В XVI веке забытое изобретение Герона частично повторил сирийский астроном Такиюддин аш-Шами, только вместо шара в движение приводилось колесо, на которое пар дул прямо из котла. В 1629 году схожую идею предложил итальянский архитектор Джованни Бранка: струя пара вращала лопастное колесо, которое можно было приспособить для механизации лесопилки.

Турбинная революция

Параллельно с Лавалем свои исследования в области паровых турбин вёл англичанин cэр Чарлз Парсонс, который смог переосмыслить и удачно дополнить идеи Лаваля. Если первый использовал в своей турбине один диск с лопатками, то Парсонс запатентовал многоступенчатую турбину с несколькими последовательно расположенными дисками, а чуть позже добавил в конструкцию статоры для выравнивания потока.

Турбина Парсонса имела три последовательных цилиндра для пара высокого, среднего и низкого давления с разной геометрией лопаток. Если Лаваль опирался на активные турбины, то Парсонс создал реактивные группы.

Турбины Toshiba — путь длиной в век

Стремительное развитие электрифицированных железных дорог и текстильной промышленности в Японии заставило государство ответить на возросшее электропотребление строительством новых электростанций. Вместе с тем начались работы по проектированию и производству японских паровых турбин, первые из которых были поставлены на нужды страны уже в 1920-х годах. К делу подключилась и Toshiba (в те годы: Tokyo Denki и Shibaura Seisaku-sho).

Первая турбина Toshiba была выпущена в 1927 году, она имела скромную мощность в 23 кВт. Уже через два года все производимые в Японии паровые турбины выходили из фабрик Toshiba, были запущены агрегаты с общей мощностью 7500 кВт. Кстати, и для первой японской геотермальной станции, открытой в 1966 году, паровые турбины также поставляла Toshiba. К 1997 году все турбины Toshiba имели суммарную мощность 100000 МВт, а к 2017 поставки настолько возросли, что эквивалентная мощность составила 200000 МВт.

Такой спрос обусловлен точностью изготовления. Ротор с массой до 150 тонн вращается со скоростью 3600 оборотов в минуту, любой дисбаланс приведёт к вибрациям и аварии. Ротор балансируется с точностью до 1 грамма, а геометрические отклонения не должны превышать 0,01 мм от целевых значений. Оборудование с ЧПУ помогает снизить отклонения при производстве турбины до 0,005 мм — именно такая разница с целевыми параметрами среди сотрудников Toshiba считается хорошим тоном, хотя допустимая безопасная погрешность на порядок больше. Также каждая турбина обязательно проходит стресс-тест при повышенных оборотах — для агрегатов на 3600 оборотов тест предусматривает разгон до 4320 оборотов.

Удачное фото для понимания размеров ступеней низкого давления паровой турбины. Перед вами коллектив лучших мастеров завода Toshiba Keihin Product Operations. Источник: Toshiba

Эффективность паровых турбин

Паровые турбины хороши тем, что при увеличении их размеров значительно растёт вырабатываемая мощность и КПД. Экономически гораздо выгодней установить один или несколько агрегатов на крупную ТЭС, от которой по магистральным сетям распределять электричество на большие расстояния, чем строить местные ТЭС с малыми турбинами, мощностью от сотен киловатт до нескольких мегаватт. Дело в том, что при уменьшении габаритов и мощности в разы растёт стоимость турбины в пересчёте на киловатт, а КПД падает вдвое-втрое.

Электрический КПД конденсационных турбин с промперегревом колеблется на уровне 35-40%. КПД современных ТЭС может достигать 45%.

Интересные факты

Самая мощная паровая турбина: такой титул могут по праву носить сразу два изделия — немецкая Siemens SST5-9000 и турбина производства ARABELLE, принадлежащей американской General Electric. Обе конденсационных турбины выдают до 1900 МВт мощности. Реализовать такой потенциал можно только на АЭС.

Рекордная турбина Siemens SST5-9000 с мощностью 1900 МВт. Рекорд, но спрос на такие мощности очень мал, поэтому Toshiba специализируется на агрегатах с вдвое меньшей мощностью. Источник: Siemens

Самая маленькая паровая турбина была создана в России всего пару лет назад инженерами Уральского федерального университета — ПТМ-30 всего полметра в диаметре, она имеет мощность 30 кВт. Малютку можно использовать для локальной выработки электроэнергии при помощи утилизации избыточного пара, остающегося от других процессов, чтобы извлекать из него экономическую выгоду, а не спускать в атмосферу.

Российская ПТМ-30 — самая маленькая в мире паровая турбина для выработки электричества. Источник: УрФУ

Самым неудачным применением паровой турбины стоит считать паротурбовозы — паровозы, в которых пар из котла поступает в турбину, а затем локомотив движется на электродвигателях или за счет механической передачи. Теоретически паровая турбина обеспечивала в разы больший КПД, чем обычный паровоз. На деле оказалось, что свои преимущества, как то высокая скорость и надежность, паротурбовоз проявляет только на скоростях выше 60 км/ч. При меньшей скорости движения турбина потребляет чересчур много пара и топлива. США и европейские страны экспериментировали с паровыми турбинами на локомотивах, но ужасная надежность и сомнительная эффективность сократили жизнь паротурбовозов как класса до 10-20 лет.

Угольный паротурбовоз C&O 500 ломался почти каждую поездку, из-за чего уже спустя год после выпуска был отправлен на металлолом. Источник: Wikimedia

Турбированные двигатели требуют аккуратного отношения, в особенности в сильные морозы. Их нельзя эксплуатировать так же, как обычные атмосферные моторы, которые более неприхотливы и менее чувствительны к перепадам температур. Ошибки водителей приводят к снижению ресурса технического узла и к его последующему выходу из строя. Какие же действия противопоказаны для турбированных моторов?

Масляное голодание

Главное отличие турбированного силового агрегата от обычного — это наличие системы наддува на впуске воздуха. Силовой агрегат получает на входе в цилиндры больше воздуха, сжатого компрессором. Чем больше воздуха, тем выше температура горения смеси и сильнее давление поршня. Топливо тратится меньше, а тяга ощущается уже при невысоких оборотах двигателя. Но чтобы обеспечить этот процесс, нужно много масла, которое расходуется турбированным мотором почти в три раза больше обычного.

Водители не всегда следят за уровнем смазывающей жидкости. Щупа они не касаются месяцами, в итоге, прежде чем сработает сигнализатор на панели приборов, турбина успевает съесть более литра масла. Для атмосферника это не страшно. Однако для турбированного агрегата падение уровня масла — это критично. Начинается повышенный износ, снижается теплоотвод, остатки масла пригорают и плохо защищают силовой агрегат. В общем, необходимо хотя бы два раза в месяц проверять его уровень по щупу. Если масло опустилось ниже допустимого уровня, то не следует тянуть с доливом.

В среднем турбированный агрегат может потреблять до 1 л масла на тысячу км пробега при активной езде и 1 л на 3-4 тыс. при спокойном ритме движения.

Любители наката

Особенно опасно, когда движение накатом начинается сразу после активного драйва. На холостых оборотах охлаждение турбины идет медленно, из-за чего возможно пригорание масла. Водитель думает, что дает двигателю отдохнуть, а на самом деле он убивает турбину.

Глушить не вовремя

Самый известный способ убить турбину — это сразу заглушить мотор после активной езды. К примеру, водитель торопится в магазин, обгоняет попутчиков, дерзко ныряет в поворот, мгновенно останавливается и вытаскивает ключ из замка зажигания. Раскаленная турбина остается без охлаждения маслом. В итоге ее детали может повести от неравномерного температурного расширения. Кроме того, локальный перегрев приводит к пригораниям масла и его закоксовыванию.

Поэтому перед остановкой необходимо охладить турбину. Сделать это можно работой мотора на холостом ходу или во время движения, проехав без добавления газа пару сотен метров.

Кроме того, на автомобиль можно поставить так называемый турботаймер, то есть устройство, которое не глушит силовой агрегат после вытаскивания ключа зажигания, а позволяет ему немного поработать, пока турбина не охладится.

Холодный старт

Перед активными поездками в морозы турбонаддув необходимо обязательно прогреть. Если холодный мотор раскрутить до 2,5-3 тысяч оборотов, то турбина начнет сильно разогреваться, отчего могут начаться температурные деформации металлических элементов. В общем, перед тем как поднажать на педаль газа, мотор надо довести до рабочей температуры. Это значит, что в морозы первые 10-15 минут после начала поездки лихачить противопоказано.

Сейчас ресурс двигателя в 400 тыс. км считается огромным достижением. Турбокомпрессоры редко ходят больше 150 тыс. км, и чтобы не дать им разрушиться раньше времени, лучше соблюдать правила эксплуатации.

Читайте также: