オーバーブーストとは何ですか?


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オーバーブーストという言葉をよく耳にします。

「悪い」オーバーブーストとは何ですか?

オーバーブースト問題とは何ですか?

修理しないと、ターボエンジンはどうなりますか?

編集:明らかに、エンジンが5秒間ほどより多くの出力を生成する良いタイプがあります。なぜ常に5秒で、常にではないのですか?

回答:


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tl; dr:オーバーブーストは空気が多すぎ、通常は温度が高すぎます。爆発が続く可能性があります。

エンジンは単なるエアポンプです。ターボが行っているのは、空気分子がエンジンの吸気側に入りやすくすることだけです。もちろん、ターボには有限の効率があります。より多くの空気分子を押し込んでいますが、正味のエネルギーも増加しています(つまり、吸気温度が上がります)。

エンジンは、これらの空気分子で燃焼するのに十分な燃料分子を追加する必要があります。気温が上昇するため、クーラントとしてさらに多くの燃料を追加する必要がある場合があります(これは無駄なためです)。エンジンの目標は、適切な温度で適切な混合気が存在することを確認し、必要なときに正確に点火することです。

ブースト(オーバーブースト)が多すぎると、2つの大きな問題が発生する可能性があります(多くの問題が発生する可能性がありますが、ここでは根本的なレベルに留まりましょう)。

リーンが悪い:空気が多すぎて燃料が少なすぎると、リーン状態になります。この状況では、燃料と空気の混合気は実際には温度が上昇すると発火しやすくなります(例:ブースト不足)実際、シリンダー内のホットスポットまたは混合物全体がその活性化エネルギーを上回っているという事実のために、突然発火することがあります。

最大ブースト名声のコルキーベルを引用:

リーン状態によって引き起こされるフルスロットルでの失火は深刻であり、そのブーストレベルで再び動作する前に対処する必要があります。燃料が不足すると、チャンバーの温度が劇的に上昇します。熱は爆発の原因であり、高性能の宿敵です。

その結果、シリンダー内の混合気が誤ったタイミングで発火します。これは、あらゆる種類の悪い機械的問題を引き起こし、ひどい音になり、エンジンを破壊する可能性があり、間違いなくスピーディに感じさせません。

最終爆発はまさにそれがどのように聞こえるかです:エンジン自体の重要な部分が爆発します。

エネルギーが多すぎると、物事が「完全に」進行している場合でも、システムにエネルギーが過剰に存在する可能性があります。ターボが100%効率的である(圧縮中に熱を加えない)理論的なシステムを想像してください。燃料供給システムは任意の量の燃料を送り込むことができ、エンジンコンピューターはすべての要求に対応できます。その非常に想像上の状況でも、シリンダーに十分なエネルギーを入れると、シリンダーが壊れます。システムの基本的な構造コンポーネントは、十分なストレスが与えられると最終的に故障します。

現実の世界では、このような完全なシステムは、限られた予算を考えると、めったにまたは不可能です。しかしながら、 ...

明らかに、5秒ほどエンジンがより多くの出力を生成する良いタイプがあります。なぜ常に5秒で、常にではないのですか?

答えは数学です(特に確率)。この種の機能は、ドライバーがクリティカルパスを行うために少し余分なエッジを必要とするオートレースで最も役立ちます。彼らは、システム温度の上昇、エンジンへの正味の負担、およびシステム全体の障害のリスクの一時的な増加と、エネルギーの爆発を交換しています。サイコロを転がし、その5秒間にヘビの目が出ないことを願っています。

レースでは、それはしばしば合理的なトレードオフです。明らかに、路上で運転している私たちの人々は通常、オートレーシングチームの予算の恩恵を受けずに活動しています。

おかしなことに、オーバーブーストは通常​​、簡単に修正できます。それはほぼ間違いなくウェストゲートの問題です。

ウェイストゲートは、ターボチャージャー付きエンジンシステムのタービンホイールから排気ガスをそらすバルブです。

排気ガスをそらすことにより、エンジンコンピューターはタービンを最高速度に保つことができます。結果として、コンプレッサー側もピークブーストに制限されます。ウェイストゲートが必要に応じて機能しないようにするために何かが起こった場合、ターボは無限に加速し続けようとします。

私たちが議論したように、それはそこに到達するつもりはありません。ブーム!


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「それはほぼ間違いなくウェストゲートの問題です」-私のレガシーGTの物語。はぁ。とにかく、メーカーがブーストを制御するために利用する別の方法は、ブースト中に漏れるBOV / BPVを導入することです。私のレガシーのOEM BPVが約10 PSIで漏れ始めると、スバルがこれを行います。漏れのないアフターマーケットユニットに交換し、ベーススプリング圧のみでウェイストゲートを開くように設定されたECUチューニングで21 PSIにオーバーブーストしていました。良くない。漏れやすいOEM BPVに戻ると、ブーストを再び制御し、18 PSI未満にできました。明らかに理想的ではありませんが、それはウェストゲートの問題です。
エルセディル

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ブーストすると、より多くの燃料と空気がエンジンに詰め込まれます。より多くの燃料と空気を使用すると、より多くの電力を得ることができますが、詰め込みすぎると、空気と燃料の混合物が早まって点火します。この現象はプレイグニッションとして知られています。プレイグニッションには多くの原因がありますが、この場合、過剰な燃料と空気が圧縮されると、熱くなりすぎて自然発火します。プレイグニッションは爆発につながります。爆発またはピン止めは、2つの火炎前面が衝突するときです。最初の火炎前面はプレイグニッションによって引き起こされ、2番目は正しいタイミングでの点火プラグによって引き起こされます。状態には非常に明確な音があります。

プレイグニッションもデトネーションも悪いです。それ自体でプレイグニッションは、コネクティングロッドとクランクシャフトに強いエンジンに反対の回転力を引き起こします。火炎の前面が衝突すると、爆発は膨大な量のエネルギーを放出します。長時間にわたるこのエネルギーの放出は、エンジンコンポーネント、粉砕バルブ、ピストンのブローホール、粉砕リングなどに損傷を与えます。

エンジンには通常、ある程度の誤差があります。つまり、許容できる最大量よりも少ないブーストを生成するように調整されています。オーバーブーストは、ブーストを最大量以上に押し上げます。


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オーバーブーストは、定格値よりも高いターボチャージャー出力圧力です。ターボエンジンには定格圧力があり、圧力がより高い値に上昇すると、ウェイストゲートまたはブローオフバルブがトリガーされます。

オーバーブーストには2つのタイプがあります。

  • 意図的
  • 偶然

最近では、一定のオーバーブーストを許可するように構築されているエンジンもあります(例:30秒間+0.3 bar)。これは、エンジンが追加ブーストを安全に処理できることを意味します。通常、時間制限は温度制限です。ブーストが増えるとエンジンの熱が増え、冷却システムにこれを無期限に処理するのに十分な容量がない可能性があります。ECUはブーストレベルを制御し、制限時間後に(ウェイストゲートまたはブローオフバルブを開くことにより)ブースト圧力を下げます。

この戦略は、長期間にわたってフルパワーを必要とすることはめったにないことを認識しています。そのため、そのピーク電力を無期限に処理できる大きなエンジンを設置することなく、本当に必要なときに追加の電力を使用できます。

偶発的なオーバーブーストは、EASTがブースト圧力を制御できなくなった場合に、例えばウェイストゲートまたはブローオフバルブの誤動作によって引き起こされる可能性があります。

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