Ho sentito il termine rapporto A / R oggi mentre guardavo un video sui turbocompressori.
Risposte:
Cosa significa il termine rapporto A / R?
In quasi tutte le applicazioni automobilistiche che probabilmente vedrai, i turbo sono una sezione di turbina a flusso radiale, a forma di lumaca, collegata a una sezione di compressore simile. Come vediamo in questa illustrazione dall'articolo dei Fondamenti del turbocompressore :
Come viene calcolato?
Il rapporto tra area e raggio della sezione trasversale è una conseguenza del nostro desiderio di trasformare l'energia lineare (i gas di scarico che escono dal collettore) in energia radiale (dobbiamo far girare quelle piccole ruote). Abbiamo bisogno di qualcosa che assomigli fortemente a un imbuto che è stato allungato e attorcigliato in una spirale.
Ad esempio, guarda l'ingresso di scarico: questo è un raccordo relativamente grande che accetta tutti i gas di scarico. Man mano che le tubazioni si snodano nel punto in cui la ruota della turbina attende, il raggio di ogni giro diminuisce. Al fine di preservare il flusso regolare, anche l'area della sezione trasversale di tale tubazione diminuisce ad una velocità proporzionale alla diminuzione dell'area. Il risultato è un rapporto A / R costante.
Si applica solo ai turbo? In caso contrario, a cos'altro si applica?
È probabile che qualsiasi soffiante, compressore, turbina o pompa a flusso radiale abbia una forma simile e, pertanto, avrà anche un rapporto A / R costante.
Perché è importante?
Qui è dove le cose si divertono: io posso diventare Mr. Wizard e possiamo fare scienza.
Per questo esperimento, avrai bisogno di tre cose:
Per prima cosa, soffia attraverso l'agitatore. Senti il flusso d'aria dall'altra parte. Sembra un raggio laser di pressione dell'aria, giusto? Puoi concentrarlo sul bersaglio, soffiando piccole cose come granelli di sale come un matto.
Ora prova la cannuccia. Questo non sembra laser. Puoi ancora soffiare sale ma non è così concentrato.
Prova a soffiare più forte che puoi. Grandi sbuffi di sale che volano in giro senza difficoltà, giusto? Ora prova di nuovo l'agitatore. Soffia più forte che puoi. Notate come l'energia che esce sembra raggiungere il picco presto, anche se i vostri occhi stanno per spuntarvi dalla testa?
Ora prova il tubo da giardino. Questo è noioso, vero? Sembra che nulla di speciale stia uscendo dall'altra parte. Puoi saltare forte senza difficoltà ma anche senza grandi ricompense.
In questo piccolo esperimento, stiamo usando te e la tua cannuccia preferita per sostituire la sezione della turbina del turbo e i granelli di sale come la turbina stessa. Gli obiettivi del lato turbina del turbo sono:
Come regola generale, un piccolo rapporto A / R viene utilizzato per ottimizzare il ritardo basso, il potenziamento di fascia bassa sacrificando al contempo il potenziamento di fascia alta. Questi sono comuni sulle auto di strada oggi. Un rapporto A / R più grande viene utilizzato per ottimizzare il picco, il boost di fascia alta ed è ottimo per l'uso in pista.
Il rapporto A / R è il rapporto dell'area della sezione trasversale dell'area in cui fluiscono i gas e il raggio di quel punto dal centro del turbocompressore. Di solito il rapporto A / R è costante lungo i canali in cui fluiscono i gas.
Le lettere A / R si riferiscono ad Area e Raggio.
Se il raggio del turbocompressore è maggiore in un determinato punto, l'area della sezione trasversale di quel punto dovrebbe essere maggiore, per mantenere un rapporto A / R costante.
Al contrario, se il raggio del turbocompressore è più piccolo in un determinato punto, l'area della sezione trasversale in quel punto dovrebbe essere più piccola, per mantenere un rapporto A / R costante.
Rapporti A / R più piccoli ottimizzano il turbocompressore per una risposta rapida, ma riduce l'elevata potenza RPM. Rapporti A / R più grandi hanno più boost ad alti RPM, ma hanno più "turbo lag" (ritardo in boost).
I turbocompressori hanno due rapporti A / R, uno per il lato turbina (lato scarico) e uno per il lato girante (lato aspirazione).
Se l'intento del turbocompressore è di fornire un'efficienza aggiuntiva o una coppia più bassa, è preferibile un rapporto A / R più basso. Il motore sarà molto reattivo alle modifiche dell'acceleratore, con un piccolo ritardo percepibile.
Se l'intento del turbocompressore è quello di fornire la massima potenza per le corse, è preferibile un elevato rapporto A / R. Presenterà una minore contropressione sul lato di scarico e fornirà una maggiore spinta senza un eccessivo numero di giri della turbina. Ci sarà, tuttavia, un ritardo più evidente.