Labo voertuigtechnologie opdracht 10 studie turbomotor 20 21 PDF

Preview

Summary

simpel...

Description

Labo 10: studie turbomotor

Verslag 1 Opdracht 10: studie turbomotor Auteur: Daniël Mendez Guzman

campus academiejaar 2020-2021 opdrachtgever: Bram Van Kerkhove

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

1

Labo 10: studie turbomotor

Inhoud Inleiding:................................................................................................................................................. 3 Doelstelling:............................................................................................................................................ 3 Materialen:............................................................................................................................................. 3 Voorbereiding:........................................................................................................................................ 4 -

Hoe werkt een turbo?.................................................................................................................4

-

Hoe wordt een turbo gesmeerd?................................................................................................5

-

Hoe wordt de afgeleverde druk van de turbo geregeld?............................................................5

Opgaven:................................................................................................................................................ 6 Voor de Toyota 3S-GTE (Toyota Celica GT-Four):.................................................................................6 A.

Luchtcircuit van de motor :......................................................................................................... 6

B.

Koelcircuit van de motor:............................................................................................................7

C.

Brandstofkring:...........................................................................................................................7

D.

Smering van de turbo.................................................................................................................8

E.

Controle van de turbo (enkel uitvoeren op Toyota motor):........................................................8

Voor de motor Porsche 996 Turbo:.....................................................................................................9 A.

Luchtcircuit van de motor :......................................................................................................... 9

B.

Koelcircuit van de motor:..........................................................................................................10

C.

Brandstofkring..........................................................................................................................10

Besluit:.................................................................................................................................................11 Bronnen:............................................................................................................................................... 12

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

2

Labo 10: studie turbomotor

Inleiding: Dit is mijn eerste verslag voor het vak labo voertuigtechnologie. In dit verslag wordt de tiende labo opdracht: studie van de turbomotor besproken. Dit labo moest voorbereid worden door bepaalde zaken op te zoeken. Namelijk: de werking van een turbo, hoe hij gesmeerd wordt en hoe de afgeleverde druk van een turbo wordt geregeld. Aan de hand van deze voorbereiding en wat uitleg van onze docent konden we deze opgaven uitvoeren.

Doelstelling: Het doel van deze opdracht was om de werking van een turbo te begrijpen en onderzoeken. De smering van de turbo werd ook bestudeert en ook de manieren die bestaan om de druk die de turbo toevoerd te regelen.

Materialen: -

Motor Toyota 3S-GTE (Toyota Celica GT-Four) Motor Porsche 996 Turbo

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

3

Labo 10: studie turbomotor

Voorbereiding: Als voorbereiding moest er bepaalde dingen opgezocht worden: -

Hoe werkt een turbo? Een turbo bestaat eigenlijk uit twee delen, twee huizen: een turbinehuis en een compressorhuis. In elk van deze huizen zit ook een wiel: het compressorwiel en het turbinewiel. Deze wielen zijn met een as aan alkaar verbonden. Het turbinehuis wordt aan het uitlaatspruitstuk gemonteerd. De uitlaatgassen laten dus het turbinewiel draaien en dan gaan ze naar de uitlaat Het turbinewiel draait waardoor ook het compressorwiel draait en dan zuigt hij eigenlijk de lucht via een luchtfilter aan. Doordat het compressorwiel zo snel draait gaat de lucht op een hoge druk naar de interkoeler geblazen worden Daar wordt de lucht gekoeld (verliest geen druk) en gaat naar het inlaatspruitstuk. Hieronder een afbeelding om de uitleg te verduidelijken.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

4

Labo 10: studie turbomotor

-

Hoe wordt een turbo gesmeerd? De smering van de turbo gebeurd door twee olieleidingen die de as van de twee wielen smeert. De olietoevoer is de aansluiting met het kleinste gat en de olieafvoer is de aansluiting met het grootse gat. De aansluiting van de olieafvoer is groter omdat de druk dan minder is en zo kan de olie drukloos terug naar de carterpan. Hieronder nog een afbeelding te verduidelijking.

-

Hoe wordt de afgeleverde druk van de turbo geregeld? Om druk kan mechanisch geregeld worden of elektrisch via een laaddruksensor die in de uitlaat wordt geplaatst

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

5

Labo 10: studie turbomotor

Opgaven: Onderstaande opgaven werden over beidde motoren uitgevoerd

Voor de Toyota 3S-GTE (Toyota Celica GT-Four): A. Luchtcircuit van de motor : 1. Teken het luchtcircuit van de motor. Zoek alle componenten op de opstelling en zorg ervoor dat je ze kan tonen aan de docent. Maak hiervan een blokschema. Het inlaatgedeelte van de turbo heet “compressor” luchtfilter verbrandingskamer

Compressor

Interkoeler

uitlaatspruitstuk

inlaatspruitstuk Turbine

Uitlaat

2. Teken een blokschema van de uitlaatgasstroom. De uitlaatzijde van de turbo heet “turbine” uitlaatspruitstuk

Turbine

Uitlaat

3. Hoe wordt de turbodruk geregeld? Is er iets elektronisch in het spel of gebeurt alles hier zuiver mechanisch? Bekijk het systeem en leg uit. Het gebeurt eigenlijk zuiver mechanisch. Met twee vacuüm aansluitingen. 4. Wordt de druk geregeld op de in- of de uitlaatkant? Leg uit waarom deze keuze gemaakt wordt. Op de inlaat omdat het niet mogelijk is om een mechanische regeling op de uitlaat te doen. 5. De intercooler ligt hier (bij de Toyota) bovenop de motor. Dit heeft te maken met de montagemogelijkheden in de Celica waarin deze motor zat. Er zit dus een luchthapper in de motorkap. Geef een voordeel en nadeel van deze montageplaats. -

Voordeel: hij kan meer en gemakkelijker lucht aanzuigen. Nadeel: hij zit niet onder de motorkap dus hij is kwetsbaarder, hij wordt niet goed beschermd.

6. De intercooler krijgt maar koude lucht als de auto rijdt. Heeft deze auto dan zijn volle vermogen als je traag rijdt? Verklaar. Nee, hoe hoger de motor in toeren gaat, hoe sneller het compressorwiel zal draaien en hoe meer vermogen de motor levert. Dus als de motor heeft zijn volle vermogen als hij hoog in toeren zit.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

6

Labo 10: studie turbomotor

7. Er wordt gesproken van een “Twin Entry turbo” Dit heeft te maken met de combinatie van uitlaatkanalen op de uitlaatzijde van de turbo. Bepaal welke uitlaatkanalen samen zitten. In een Twin Entry turbo zit er een gleuf in de turbine aansluiting. Deze dient om de uitlaatgassen beter te verdelen in het turbine huis. Door deze gleuf kan men het maximale rendement uit de turbo halen.

B. Koelcircuit van de motor: 1. Teken een blokschema van het koelcircuit van deze motor. Is er koeling voorzien voor de turbo? Ja.

radiator

koelvloeistoftank

motorblok

turbo

radiator

2. Er bestaan turbomotoren zonder aparte koeling voor de turbo. Hoe wordt daar de turbo dan gekoeld? De olie die gebruikt wordt voor de smering van de lager zal dan ook dienen voor de koeling van de turbo.

C. Brandstofkring: 1. Maak een blokschema van de weg die de benzine aflegt van de tank tot in de cilinder. Tank

brandstofpompje

benzinefilter

Benzine-inspuitrail

drukregelaar

injectoren

2. Bovenaan op de motor zit er een benzine-inspuitrail. Op deze rail zit een drukdoosje met een leidingetje naar de inlaat. Loopt er benzine of lucht door deze smalle leiding? Er loopt lucht door, dit is eigenlijk een vacuümleiding om de benzine die ingespoten wordt te regelen.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

7

Labo 10: studie turbomotor

D. Smering van de turbo 1. Zowel bovenaan als onderaan de turbo is een olieleiding bevestigd. Deze is nodig om het hydrodynamisch lager van de as te smeren. Er is een verschil in diameter tussen deze twee leidingen. Welke is de olietoevoer, en welke de retour en waarom dit verschil in diameter? Toevoer is deze met de kleinste diameter en retour de grote diameter. De retour wordt altijd groter genomen zodat de retourolie zo goed als drukloos terug het carter in kan lopen.

E. Controle van de turbo (enkel uitvoeren op Toyota motor): 1. Maak de inlaatkant los die in het midden van het turbo-slakkenhuis toekomt. Nu kun je het compressorwiel zien zitten. 2. Een turbo mag een kleine radiale speling hebben en geen axiale speling. Dit kan je met de hand controleren door het compressorwiel te bewegen. Conclusie: is deze turbo OK? Ja, je kan de as een beetje radiaal bewegen maar niet axiaal. De turbo is dus nog goed. 3. Bij een versleten turbo kan de speling zo groot zijn dat er olie uit de turbo kan lekken. Waar zal deze lekkage te merken zijn en welke gevolgen kan dit hebben? De lager van de turbo is dan versleten waardoor er olie via het uitlaatspruitstuk naar de verbrandingskamer komt. Dus als gevolg zul je blauwe rook zien komen uit de uitlaat omdat de olie mee verbrand in de verbrandingskamer. Olie pijl zal ook steeds dalen en de motor zal minder vermogen leveren.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

8

Labo 10: studie turbomotor

Voor de motor Porsche 996 Turbo: A. Luchtcircuit van de motor : 1. Teken het luchtcircuit van de motor. Zoek alle componenten op de opstelling en zorg ervoor dat je ze kan tonen aan de docent. Maak hiervan een blokschema. Het inlaatgedeelte van de turbo heet “compressor” Luchtfilter

Compressor

Inlaatspruitstuk

turbines

gascapsule

verbrandingskamer

Interkoeler

uitlaatspruitstuk

uitlaat

2. Teken een blokschema van de uitlaatgasstroom. De uitlaatzijde van de turbo heet “turbine”

uitlaatspruitstuk

Turbine

Uitlaat

3. Hoe wordt de turbodruk geregeld? Is er iets elektronisch in het spel of gebeurt alles hier zuiver mechanisch? Bekijk het systeem en leg uit. De druk wordt elektrisch geregeld met behulp van een laadsensormeter. Je hebt verschillende soorten: een wide band en een small band. Het verschil is dat de wide band sensor geleidelijk de stroom zal 4. Wordt de druk geregeld op de in- of de uitlaatkant? Leg uit waarom deze keuze gemaakt wordt. In de uitlaat. De keuze is gemaakt om met een laaddruksensor te werken dus moet hij in de uitlaat staan. 5. De intercooler ligt hier (bij de Toyota) bovenop de motor. Dit heeft te maken met de montagemogelijkheden in de Celica waarin deze motor zat. Er zit dus een luchthapper in de motorkap. Geef een voordeel en nadeel van deze montageplaats. -

Voordeel: hij kan meer en gemakkelijker lucht aanzuigen. Nadeel: hij zit niet onder de motorkap dus hij is kwetsbaarder, hij wordt niet goed beschermd.

6. De intercooler krijgt maar koude lucht als de auto rijdt. Heeft deze auto dan zijn volle vermogen als je traag rijdt? Verklaar.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

9

Labo 10: studie turbomotor

Nee, hoe hoger de motor in toeren gaat, hoe sneller het compressorwiel zal draaien en hoe meer vermogen de motor levert. Dus als de motor heeft zijn volle vermogen als hij hoog in toeren zit.

7. Er wordt gesproken van een “Twin Entry turbo” Dit heeft te maken met de combinatie van uitlaatkanalen op de uitlaatzijde van de turbo. Bepaal welke uitlaatkanalen samen zitten. In een Twin Entry turbo zit er een gleuf in de turbine aansluiting. Deze dient om de uitlaatgassen beter te verdelen in het turbine huis. Door deze gleuf kan men het maximale rendement uit de turbo halen.

B. Koelcircuit van de motor: 1. Teken een blokschema van het koelcircuit van deze motor. Is er koeling voorzien voor de turbo? Nee, de olie die gebruikt wordt voor de smering wordt ook gebruikt om de turbo te koelen. Turbo’s koelvloeistoftank

radiator

motorblok radiator

2. Er bestaan turbomotoren zonder aparte koeling voor de turbo. Hoe wordt daar de turbo dan gekoeld? De olie die gebruikt wordt voor de smering van de lager zal dan ook dienen voor de koeling van de turbo.

C. Brandstofkring 1. Maak een blokschema van de weg die de benzine aflegt van de tank tot in de cilinder. Niet veel van de brandstofkrig zat nog op de motor dus in dit blokschema staat alleen was er zat.

drukregelaar

Benzine-inspuitrail

injectoren

2. Bovenaan op de motor zit er een benzine-inspuitrail. Op deze rail zit een drukdoosje met een leidingetje naar de inlaat. Loopt er benzine of lucht door deze smalle leiding?

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

10

Labo 10: studie turbomotor

Er loopt lucht door, dit is eigenlijk een vacuümleiding om de benzine die ingespoten wordt te regelen.

Besluit: Een turbo bestaat uit twee huizen: een turbinehuis en een compressorhuis. In elk van deze huizen zit een wiel: het compressorwiel en het turbinewiel. Deze wielen zijn met een as aan elkaar verbonden. Het turbinehuis wordt aan zo dicht mogelijk aan het uitlaatspruitstuk gemonteerd zodat de uitlaatgassen geen kans krijgen om af te koelen met als gevolg dat de turbine mindersnel zal ronddraaien. De uitlaatgassen laten dus het turbinewiel draaien en dan gaan ze naar de uitlaat. Het turbinewiel draait waardoor ook het compressorwiel draait en dan zuigt hij eigenlijk de lucht via een luchtfilter aan. Doordat het compressorwiel zo snel draait gaat de lucht op een hoge druk naar de interkoeler geblazen worden. Daar wordt de lucht gekoeld (verliest geen druk) en gaat naar het inlaatspruitstuk. De smering gebeurt door twee leidingen. De retour heeft een grotere diameter zodat de olie vrijwel drukloos kan teruglopen naar het carter. De drukregeling kan ofwel mechanisch ofwel elektrisch met een laaddruksensor gebeuren. En wordt meestal bij de uitlaat geregeld.

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

11

Labo 10: studie turbomotor

Bronnen: http://caboturbo.nl/informatie/hoe-werkt-een-turbo https://www.mvwautotechniek.nl/map-sensor/ https://www.mvwautotechniek.nl/turbo/ https://www.autoweetjes.com/JTD-Turbo.html https://caboturbo.nl/informatie/hx-series-axiaallagers https://inkoopautos.com/symptomen-kapotte-turbo/

Labo voertuigtechnologie

30/10/2020

12...