Турбокомпресор

турбокомпресор

Турбокомпресор на двигателя

Турбокомпресорът осигурява повишаване на налягането във всмукателната система чрез използване на енергия от отработени газове. В резултат на неговата работа се увеличава масата на въздуха в горивните камери. Турбокомпресорът е по-ефикасно устройство за усилване в сравнение с механичен компресор. Тъй като не използва мощност на двигателя за шофиране. Турбокомпресор. Но използването на турбокомпресор все още води до определени загуби на мощност. Тъй като турбокомпресорът е в пътя на отработените газове, той създава пречка за движението на отработените газове от цилиндрите. Създаденото обратно налягане кара двигателя да извърши много работа по почистването на цилиндрите от продуктите на горенето, съответно, за да прекарат мощност върху него. Но в сравнение с увеличаването на мощността от използването на турбокомпресора с 30-40 %, тези загуби са незначителни.

Устройството на турбокомпресор

Основният проблем при използването на турбокомпресор е промяната в изходната мощност в отговор на промяна в налягането на отработилите газове, така нареченото турбо закъснение или турболаг. Основните причини за турбо лаг са инерцията, силите на триене и натоварванията на турбокомпресора. Турбокомпресор на устройството. Турбокомпресорът се състои от три основни елемента. Турбина, центробежен компресор и централен корпус. Турбината преобразува кинетичната енергия на отработените газове в ротационно движение на компресора. Той комбинира турбинно колело, поставено в тялото на специална форма – охлюв. Отработените газове влизат в тялото, преминават през неговия канал и се насочват към лопатките на турбинното колело. Колелото се върти до висока скорост до 250 000 оборота в минута. Колелото е заварено към вала, което предава ротация към колелото на компресора.

Байпасен вентил на турбокомпресор

Преминавайки през лопатките на турбинното колело, отработените газове напускат турбината през централния отвор и се изпускат в изпускателната система. Турбината работи в условия на висока температура, поради което нейните елементи са изработени от топлоустойчиви материали. Турбинното колело е направено от желязо-никелова сплав, а тялото е изработено от стомана. Производителността на турбокомпресора до голяма степен се определя от размера и формата на турбината. Като цяло, колкото по-голяма е турбината, толкова по-висока е производителността на компресора. Голям турбокомпресор поглъща по-голямото налягане на изгорелите газове и съответно осигурява по-голяма мощност. Но при ниски обороти на двигателя най-силно се наблюдава турбо закъснение. Малкият турбокомпресор се върти до номиналната скорост много по-бързо, но има по-ниска производителност. Байпасен вентил с турбокомпресор.

Клапан на турбокомпресор

В корпуса на турбината се монтира тръбопровод за управление на налягането. Клапанът има пневматично задвижване и се регулира от системата за управление на двигателя. Централното тяло служи за поместване на вала, позволявайки му да се върти с максимална скорост и минимално триене. Валът се върти в един или два лагера. Като лагери се използват различни конструкции на лагери, по-рядко – сачмени лагери. Лагерите и вала се смазват от системата за смазване на двигателя. Маслото преминава през множество канали между корпуса и лагера, както и между лагера и вала. Маслото не само смазва, но и охлажда отопляемите части. При двигатели с турбокомпресори с искрово запалване, централното тяло е включено в охлаждащата система на двигателя, което води до по-добро охлаждане. Центробежен компресор директно генерира допълнително налягане във всмукателната система. Дизайнът му е подобен на съответния механичен компресор и включва корпус с компресорно колело.

От какъв материал се изработва турбокомпресор

Движението на въздуха в компресора се извършва от центъра на колелото до периферията на тялото. Дифузорът преобразува кинетичната енергия на въздуха в налягане поради рязкото намаляване на дебита. Сгъстеният въздух преминава през всмукателния колектор в двигателя. Колелото на компресора и корпусът на компресора са изработени от алуминий. За да се намалят ефектите на турбокомпресора, да се увеличи производителността, конструкцията на турбокомпресора непрекъснато се подобрява. Най-популярните технически решения са. Намаляване на теглото на турбината поради използването на по-леки и по-трайни материали като керамика и други. Използването на нови носещи конструкции за намаляване на загубите от триене. Отделен турбокомпресор с двойно превъртане. Турбина с променлива геометрия VNT-турбина. Twin-Scroll. Отделеният турбокомпресор има два изпускателни отвора и две дюзи за всяка двойка цилиндри.

Мощност на турбокомпресор

Една дюза е проектирана за бърза реакция. Друга дюза осигурява максимална производителност. В допълнение към високата производителност, конструкцията на турбокомпресора с двойна намотка разделя изпускателните канали, което им пречи да не се изключват, когато се отделят изгорели газове. Турбинна верига с променлива геометрия VNT-турбини. Турбината с променлива геометрия наричана също турбина с променлива дюза се използва широко в дизеловите двигатели, като например Volkswagen TDI. Девет движещи се остриета са монтирани в турбокомпресора за контрол на потока отработени газове към турбината. Ъгълът на лопатките се регулира от задвижване, което блокира или увеличава потока на отработените газове. Промяната на положението на ножовете ви позволява да регулирате скоростта на отработените газове и налягането на впръсквания въздух с оборотите на двигателя.

Би турбокомпресор

Редица турбокомпресорни конструкции използват няколко турбокомпресора. Две турбо, три тройно-турбо и дори четири четири-турбо. Турбокомпресорите са монтирани серийно, като един работи при ниски обороти на двигателя, а другият с висока скорост. На V-образни двигатели практикува паралелна инсталация схема на турбокомпресори за всеки ред на компресора. Причината за тази схема са два малки турбокомпресора, които са по-ефективни от един голям. Турбокомпресор или просто турбина е допълнително устройство на двигателя, което използва енергията на отработените газове за своята работа. Това ви позволява да увеличите мощността на двигателя с количество от 25% до 100%. Преди да разберете как работи турбокомпресорът, струва си да помислите за функционирането на двигателя с вътрешно горене.

Принципът на работа на турбокомпресор

Всеки двигател с вътрешно горене, дизел или бензин, работи на принципа на получаване на енергия. Кято е генерирана от запалването на въздушно-горивната смес в горивните камери. Филтрираният външен въздух се подава към цилиндъра през всмукателните клапани и се впръсква гориво. А при пасивно подаване на въздух към цилиндъра се подава измерено количество гориво. Именно тази смес изгаря в цилиндъра и кара буталото да се движи, което пренася своята кинетична енергия в ходовата част на автомобила. Колкото повече такава смес се подава и изгаря в цилиндрите, толкова по-голям е изходният въртящ момент и съответно по-голямата обща мощност на двигателя. За да се увеличи подаването на въздух към цилиндъра, без да се променя обема на самия цилиндър, се използва турбокомпресор.

Работа на турбокомпресор

По време на работата на турбината се използват продуктите от изгарянето на горивната смес. Които задвижват ротационния механизъм на турбокомпресора, с помощта на който атмосферният въздух се нагнетява в цилиндрите. И благодарение на това към цилиндъра се подава голяма доза гориво. По време на изпомпването въздухът може да се нагрее, което намалява плътността и масата му в цилиндрите. За да се подаде повече въздух, той трябва да се охлади. За по-добро охлаждане се използва радиаторно устройство, наречено междинен охладител. Което е монтирано на изхода на хладната част на турбокомпресора и през което преминава въздух преди влизане в цилиндрите. На следващия етап буталото засмуква този охладен въздух през всмукателните клапани. В същото време горивото се подава в горивната камера, образува се въздушно-горивна смес. Горивната смес се запалва от искра при бензинови двигатели или от висока компресия при дизелови двигатели.

Принцип на действие на турбокомпресор

След изгарянето на част от сместа продуктите от горенето се изхвърлят през изпускателния клапан и попадат обратно в турбината върху нейния ротор. По този начин той работи без участието на движещите се части на двигателя, използвайки енергията на потока отработени газове. За всеки двигател турбокомпресорът се избира индивидуално, въз основа на собствената му мощност и обем. Освен това количеството на налягането зависи от геометричните параметри И размери на охлювите, колелото на компресора, ротора на турбината. Някои конструкции на двигателя са оборудвани с не една турбина, а две: еднакви размери – би-турбо, различни размери – двойно-турбо. Напоследък широко разпространени са турбокомпресорите с механизъм с променлива геометрия. Трябва да се отбележи, че сложността и съответно разходите за ремонт на турбина зависят от нейните конструктивни характеристики и модификации.

Механизъм с променлива геометрия

Такъв механизъм прави възможно измерването на подаването на отработени газове към колелото в турбината. По този начин той позволява да се оптимизира работата на турбокомпресора при различни скорости. Това се постига чрез движението на специални остриета, монтирани на геометричния пръстен. Те се движат синхронно, като в определен момент получават движение от вакуумен задвижващ механизъм. Или електронен и контролират усилването. Като правило те се инсталират на дизелови двигатели с вътрешно горене. Тъй като температурата на отработените газове в бензиновите двигатели е по-висока от тази на дизеловия двигател. Съответно геометричните лопатки могат да се деформират. Тези турбини оптимизират процеса на турбокомпресора, което води до по-нисък разход на гориво и емисии. Като същевременно увеличава мощността и въртящия момент. Турбокомпресорът започва да работи от оборотите на двигателя веднага след стартиране на колата и на празен ход. И достига своята оптимална скорост в диапазона от над 1500 оборота в минута.