Ottomoottorin ahtaminen

Abstract

Ahdin on nykyaikaa, ja sitä käytetään nykyään lähes jokaisessa moottorissa, koska ahtimen avulla saadaan iskutilavuudet moottorissa pienennettyä, mikä taas pudottaa moottorin painoa. Polttoainekulutus pienenee myös ja päästöt saadaan matalammaksi. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia erilaisia ahtimia ja selvittää ahtimen mitoitusmenetelmää moottoriin. Laskelmien tavoitteena on selvittää, miten pakokaasuahdin mitoitetaan ja mitä asioita tulisi ottaa huomioon mitoituksessa.

Teoriaosassa käsitellään pakokaasuahtamista, mekaanista ahtamista, ruuviahtamista, paineaaltoahtamista ja kaksivaiheahtamista. Tämän jälkeen perehdyttiin ahtoilman jäähdyttämiseen, koska se on hyötysuhteen parantamisen ja moottorin kestävyyden kannalta olennainen asia. Teoriaosan lopussa esitellään pakokaasuahtimien kehitystä 2000-luvulla.

Tutkimuksessa tehtiin esimerkkilaskelma ahtimen mitoittamisesta. Keskeisimpänä havaintona todettiin, että ahtimen oikea mitoittaminen on todella tärkeää. Väärin mitoitettu ahdin ei toimi halutulla tavalla ja pahimmassa tapauksessa voi rikkoa koko moottorin. Ahtimen valinta on aina kompromissi, mutta tärkeintä on pysyä mahdollisimman hyvällä hyötysuhdealueella kompressorikartassa ja poissa sakkausrajalta.

Currently turbocharging is used almost in every engine. It is because the engine cylinder capacity can be reduced with a turbocharger and this reduces the weight of the engine. This will also reduce the fuel consumption and pollution. The aim of this thesis was to research various chargers and sizing methods for a turbocharger. The aim of the recalculations was to give information to the readers about the sizing of the turbochargers and points to be considered while sizing the turbocharger.

The theory section covers different types of turbochargers and intercooling. Intercooling was introduced because it is essential for the stamina and efficiency of engines. The end of the theory section discusses research about the evolution of turbocharges in the 2000s. An example calculation for sizing a turbocharger was conducted in the empirical part of the study.

The main observation of this study was that the right sizing of a turbocharger is essential. An incorrectly sized turbocharger will not work as wanted and may even break the whole engine. Choosing the turbocharger is always a compromise but it is essential to stay in the best possible efficiency area at the compressor map and stay off the stall boundary.