Неділя, 28 листопада 2021

Будівництво

Моя хата небом крита, землею підбита, вітром загороджена

Пристрій турбокомпресора: опис, принцип роботи, основні елементи

Перш ніж перейти до розгляду безпосередньо пристрою турбокомпресора, слід знати, що потужність двигуна внутрішнього згоряння повністю залежить від того, яка кількість повітря і палива в нього надходить. Отже, якщо збільшити дані показники, то вийде і збільшити потужність ДВЗ.


Пристрій турбокомпресора і його поява - це результат постійної гонки людей за збільшенням потужності двигуна. Тут важливо додати, що така турбіна стала ефективним рішенням не тільки для бензинових двигунів, але і для дизельних моделей. Найчастіше такі пристосування встановлюються на ті двигуни, у яких малий об 'єм повітря, що надходить. Тут важливо розуміти наступне: чим більше сам двигун, тим більше повітря і палива він споживає і тим більше у нього потужність. Для того щоб домогтися такої ж потужності від двигуна меншого об 'єму, необхідно збільшити кількість повітря, яке вміщується в циліндрах.

Турбокомпресор - пристрій, який призначається для того, щоб нагнітати велику кількість повітря в двигун, використовуючи вихлопні гази. У турбокомпресора є два основні елементи - це турбіна і відцентровий насос. Між собою ці дві деталі пов 'язані жорсткою віссю. Елементи обертаються зі швидкістю до 100 000 обертів на хвилину, вони ж і приводять в дію компресор.

Пристрій турбокомпресора включає до свого складу 8 деталей. Є турбінне колесо, яке обертається в корпусі, що володіє спеціальною формою. Основне призначення - це передача енергії відпрацьованих газів компресору. Вихідним матеріалом для збирання цих елементів є жаропрочні матеріали, наприклад, кераміка.

Пристрій турбокомпресора також включає до свого складу компресорне колесо, яке засмоктує повітря. Воно також займається його стисненням і нагнітанням в циліндри двигуна. Розташовується колесо в спеціальному корпусі, як і турбінне. Обидва ці колеса кріпляться на вал ротора, обертання якого здійснюється на підшипниках ковзання.


Пристрій і дія турбокомпресора, особливо в бензинових двигунах, потребує додаткового охолодження. Зазвичай це рідинна система охолодження. Крім охолодження самої системи, відбувається також охолодження і стисненого повітря. Для цього турбіна має інтеркулер повітряного або ж рідинного типу. Охолодження повітря необхідне, оскільки завдяки цьому збільшується його щільність, а значить, і тиск.

Дана система управляється регулятором тиску. Цей перепускний клапан здатний обмежувати потік відпрацьованих газів. Таким чином, деяка кількість буде проходити повз турбінного колеса.

Пристрій турбокомпресора і принцип його роботи заснований на використанні відпрацьованих газів. Енергія цих газів буде приводити в рух турбінне колесо. Для передачі цієї енергії турбінне колесо кріпиться на вал ротора, обертаючи його. Таким чином енергія передається компресорному колесу. Цей елемент займається нагнітанням повітря в систему, а також його стисненням. Стиснене повітря проходить інтеркулер, який охолоджує його. Після цього речовина надходить безпосередньо в циліндри двигуна.

Пристрій турбокомпресора і принцип дії в деякому роді незалежні, з одного боку, від ДВЗ, так як не є жорсткого зв 'язку з валом двигуна. А з іншого боку, частота обертання все ж деяким чином впливає на ефективність роботи турбіни. Це пов 'язано наступним чином. Чим більше оборотів робить двигун, тим потужнішим буде потік відпрацьованих газів. Через це буде збільшуватися швидкість обертання валу турбіни, а значить, збільшиться кількість повітря, яке буде надходити в циліндри.

Пристрій і робота турбокомпресора мають і кілька негативних сторін. Один з недоліків називається "турбояма" ". При різкому натисканні на педаль газу швидке збільшення потужності буде дещо затримуватися. Після проходження "турбоями" "спостерігається різкий стрибок тиску, який називається" "турбоподхватом" ".

Поява першого недоліку обумовлена тим, що система інерційна. Через це явище виникає невідповідність між продуктивністю турбіни і потужністю, яка потрібна від двигуна. Для того щоб вирішити дану проблему, є три способи. Оскільки пристрій турбокомпресора дизеля аналогічний бензиновому, то вони підійдуть і для нього. Ось що можна зробити:

  • Використовувати турбіну зі змінюваною геометрією.
  • Використовувати два паралельні або два послідовні компресори.
  • Використовувати систему комбінованого наддуву.

Що стосується турбіни зі змінюваною геометрією, то вона цілком здатна вирішити проблему тим, що змінюється площа вхідного клапана. Така система дуже часто використовується в дизельних.


Призначення, пристрій турбокомпресора такі ж, як і у звичайної турбіни. Основна різниця полягає в тому, що прилад має лише 5 основних деталей, а не 8.

Застосовується система турбін, підключених паралельно. Така система найкраще підходить для досить потужних V-подібних двигунів. У такому випадку на кожен ряд циліндрів встановлюється по одному невеликому турбокомпресору. Перевага в тому, що інерційність декількох невеликих пристроїв менша, ніж у однієї великої турбіни.

Пристрій і принцип роботи компресора не відрізняється залежно від його обсягу, однак це відіграє важливу роль, наприклад, при використанні послідовного підключення двох турбін. У такому випадку кожен прилад буде включатися в роботу при певних обертах.

Також використовується система наддуву, в якій застосовується і механічний, і турбокомпресор. Якщо оберти двигуна невисокі, то в роботу включається механічний пристрій для нагнітання повітря. Якщо перевищити певний поріг, то механічний прилад відключиться, а в роботу вступить турбокомпресор.

Виділяються такі переваги при використанні компресора:

  • Широке використання даного пристрою стало можливим через простоту і надійність його конструкції. Крім того, впровадження в систему ДВЗ даного приладу збільшує потужність двигуна приблизно на 20-35%.
  • Сам по собі компресор не може бути причиною поломки, так як його працездатність безпосередньо залежить від інших систем, наприклад, від газорозподільної.
  • Вдається економити від 5 до 20% палива. Якщо ж встановити турбіну в двигун малого об 'єму, то процес спалювання палива стане ефективнішим, а значить, збільшиться ККД.
  • Гарна перевага таких двигунів спостерігається на дорогах, що проходять, наприклад, у горах. Особливо це помітно, якщо порівнювати з атмосферними аналогами.
  • Пристрій і принцип роботи турбокомпресора дозволяють йому виконувати функцію додаткового глушника шуму в системі випуску.

Незважаючи на те, що сам по собі компресор практично не виходить з ладу, періодично виникають ситуації, коли його робота зупиняється.

Зараз найчастіше причиною зупинки роботи турбокомпресора стало те, що центральний картридж турбіни забивається маслом. Найчастіше така неполадка виникає через те, що після тривалих і серйозних навантажень на турбонаддув його робота різко припиняється. Для того щоб позбутися цієї неприємності, необхідно встановлювати водяну систему охолодження. Магістралі даної системи будуть створювати ефект поглинання тепла, що дозволить знизити температуру в центральному картриджі. Варто зауважити, що цей ефект відбуватиметься деякий час і після повної зупинки двигуна, а також після повного припинення циркуляції охолоджувальної рідини.

Що стосується видів турбокомпресора, то є втулочний і кулькопідшипниковий тип.


Якщо говорити про втулковий тип турбокомпресора, то вони використовувалися досить довгий час. Однак у них був ряд недоліків, який був пов 'язаний з їх конструктивними особливостями. Це не дозволяло використовувати потенціал такої системи на 100%. Кулькопідшипникові пристрої більш нові, в яких були враховані недоліки, а тому вони поступово витісняють втулкові компресори.

Якщо порівнювати ці два види турбін, то шарикопідшипникова вважається більш економічною, оскільки вона витрачає значно менше олії, ніж втулковий тип. Також у компресорів є показник, який відповідає за реакцію турбіни, на натискання педалі газу. У кулькопідшипникових видів турбін даний показник краще, що дозволяє поліпшити реакцію приблизно на 15%, порівняно з втулочними.

Тут варто сказати про те, що турбокомпресор - це єдине навісне обладнання мотора, яке тісно пов 'язане під час роботи практично з усіма іншими системами автомобіля. Виходячи з цього стає цілком очевидно, що мінімальні відхилення в роботі будь-якої системи призведуть до того, що знос компресора збільшиться в рази. На сьогодні є кілька причин, які найчастіше стають перешкодою в роботі турбіни:

  • Можливе потрапляння в механізм сторонніх предметів. Через величезну швидкість обертання мотора це цілком може призвести до пошкодження, наприклад, кричаток.
  • Брак мастильних речовин. Чим вище динамічні навантаження, тим вище шанс того, що відбудеться руйнування олійної "" плівки "". Це, в свою чергу, призведе до "сухого" "тертя, що позначається самим негативним чином на роботі системи. Приводом виникнення цієї несправності може стати будь-яка причина, через яку олія не доходить повною мірою. Наприклад, можуть засмічуватися масляні циліндри, фільтри, знос масляного насоса тощо.

Найпопулярніше на сайті