¿Qué es una relación A / R?

Hoy escuché el término relación A / R mientras veía un video sobre turbocompresores.

• ¿Qué significa el término relación A / R?
• ¿Se aplica solo a turbos? Si no, ¿a qué más se aplica?
• ¿Cómo se calcula?
• ¿Por qué es importante?

¿Qué significa el término relación A / R?

En casi todas las aplicaciones automotrices que es probable que vea, los turbos son una sección de turbina de flujo radial en forma de caracol unida a una sección de compresor similar. Como vemos en esta ilustración del artículo de Fundamentos del turbocompresor :

¿Cómo se calcula?

La relación de área transversal a radio es una consecuencia de nuestro deseo de convertir la energía lineal (los gases de escape que salen del colector) en energía radial (necesitamos hacer girar esas pequeñas ruedas). Necesitamos algo que se parezca mucho a un embudo que se ha estirado y torcido en espiral.

Por ejemplo, observe la entrada de escape: este es un accesorio relativamente grande que acepta todos los gases de escape. A medida que la tubería gira en espiral hacia donde espera la rueda de la turbina, el radio de cada giro disminuye. Para preservar el flujo suave, el área de la sección transversal de esa tubería también disminuye a una velocidad proporcional a la disminución del área. El resultado es una relación constante A / R.

¿Se aplica solo a turbos? Si no, ¿a qué más se aplica?

Es probable que cualquier soplador de flujo radial, compresor, turbina o bomba muestre una forma similar y, por lo tanto, también tendrá una relación constante A / R.

¿Por qué es importante?

Aquí es donde las cosas se ponen divertidas: puedo ser el Sr. Mago y podemos hacer ciencia.

Para este experimento, necesitarás tres cosas:

1. La pajita agitadora más delgada que todavía puedes soplar.
2. Una pajita normal.
3. Una sección de manguera de jardín en la que estás dispuesto a poner tus labios.

Primero, soplar a través del agitador. Siente el flujo de aire por el otro extremo. Se siente como un rayo láser de presión de aire, ¿verdad? Puede enfocarlo directamente en el objetivo, soplando cosas pequeñas como granos de sal como locos.

Ahora prueba la pajita para beber. Esto no se siente como un láser. Todavía puedes soplar sal pero no está tan enfocado.

Intenta soplar tan fuerte como puedas. Grandes grandes poofs de sal volando sin dificultad, ¿verdad? Ahora prueba el agitador nuevamente. Sopla tan fuerte como puedas. ¿Te das cuenta de que la energía que sale parece alcanzar su punto máximo temprano a pesar de que tus ojos están a punto de salir de tu cabeza?

Ahora prueba la manguera de jardín. Esto es aburrido, ¿verdad? Parece que no sale nada especial al otro lado. Puedes soplar súper duro sin dificultad pero también sin grandes recompensas.

En este pequeño experimento, lo estamos utilizando a usted y a su elección para reemplazar la turbina del turbo y los granos de sal como la turbina misma. Los objetivos del lado de la turbina del turbo son:

1. Haga que la rueda de la turbina se mueva lo antes posible (queremos aumentar a bajas revoluciones). El agitador de área pequeña ilustra esto: es fácil inhalarlo casi sin esfuerzo.
2. Siga girando esa turbina a medida que aumenta la energía de los gases de escape. El agitador muestra que un área pequeña se agota rápidamente. El área más grande de paja mejora.
3. Evite restringir el flujo de gas, actuando como un cuello de botella de escape y restringiendo la potencia general. La manguera de jardín es apenas una restricción en absoluto. El agitador hizo que tus globos oculares salieran.

Como regla general, se utiliza una pequeña relación A / R para optimizar el refuerzo de bajo retardo y bajo al mismo tiempo que se sacrifica el refuerzo de alto extremo. Estos son comunes en los tranvías de hoy. Se utiliza una relación A / R más grande para optimizar el impulso máximo y de alta gama y es ideal para usar en la pista.

La relación A / R es la relación del área de la sección transversal del área donde fluyen los gases y el radio de ese punto desde el centro del turbocompresor. Por lo general, la relación A / R es constante a lo largo de los canales por donde fluyen los gases.

En términos más simples

Las letras A / R se refieren a Área y Radio.

Si el radio del turbocompresor es mayor en un punto dado, el área de la sección transversal de ese punto debe ser mayor, para mantener una relación constante A / R.

Por el contrario, si el radio del turbocompresor es menor en un punto dado, el área de la sección transversal en ese punto debe ser menor, para mantener una relación constante A / R.

Las relaciones A / R más pequeñas optimizan el turbocompresor para una respuesta rápida, pero reducen la alta potencia de RPM. Las relaciones A / R más grandes tienen más impulso a altas RPM, pero tienen más "turbo lag" (retraso en el impulso).

Los turbocompresores tienen dos relaciones A / R, una para el lado de la turbina (lado de escape) y otra para el lado del impulsor (lado de admisión).

Si la intención del turbocompresor es proporcionar eficiencia adicional, o más torque de extremo bajo, entonces se prefiere una relación A / R más baja. El motor responderá muy bien a los cambios del acelerador, con poco retraso perceptible.

Si la intención del turbocompresor es proporcionar la máxima potencia para las carreras, entonces se prefiere una alta relación A / R. Presentará menos contrapresión al lado del escape y proporcionará más impulso sin excesivas RPM de la turbina. Sin embargo, habrá un retraso más notable.