Turbokompresors ir risinājums, kas tiek uzstādīts gan benzīna, gan praktiski katram mūsdienu dīzeļdzinējam. parasti dēvē par turbodīzeļiem. Norādītais kompresors ir sava veida gaisa sūknis, kuru darbina turbīna. Dīzeļdzinēja turbīnu darbina enerģija izplūdes gāzes.
Ierīces galvenais uzdevums ir piespiest gaisu dīzeļdegvielas cilindros zem spiediena. Jo vairāk gaisa nonāk sadegšanas kamerā, jo vairāk dīzeļdegvielas var sadedzināt. Rezultāts ir ievērojams dzinēja jaudas pieaugums bez nepieciešamības fiziski palielināt cilindru tilpumu.
Lasiet šajā rakstā
Dīzeļa turbokompresora darbības princips un konstrukcija
Dīzeļdzinēja turbokompresors sastāv no diviem riteņiem: turbīnas un kompresora. Šos riteņus var saukt arī par lāpstiņriteni. Turbīnas lāpstiņritenis ir tieši un stingri savienots ar kompresora riteni caur asi. Kompresora ierīci var iedalīt galvenajās sastāvdaļās:
- kompresora korpuss (1);
- kompresora ritenis (2);
- rotora vārpsta vai ass (3);
- turbīnas korpuss (4),
- turbīnas ritenis (5);
- gultņu korpuss;
Turbīnas pamatā ir rotors (lāpstiņritenis), kas ir fiksēts uz ass un ievietots īpašā korpusā. Pastāvīga visu turbīnas elementu saskare ar karstām gāzēm rada nepieciešamību izgatavot rotoru un turbīnas korpusu no īpašiem karstumizturīgiem materiāliem.
Darbrats un vārpsta griežas pretējos virzienos ar augsta frekvence, kā rezultātā viens elements tiek cieši piestiprināts pie cita. Izplūdes gāzu plūsma nonāk izplūdes kolektorā, pēc kuras tā nonāk īpašā kanālā. Šis kanāls atrodas turbokompresora korpusā. Ķermenim ir savdabīga gliemeža forma. Pēc gliemeža šķērsošanas izplūdes gāzes tiek paātrinātas un tiek padotas uz rotoru. Tādā veidā turbīna griežas.
Ierīces dizains var atšķirties atkarībā no dažādi veidi x dīzeļdzinēji. Galvenā atšķirība ir atšķirīgais kanālu skaits izplūdes gāzu kustībai ķermenī. Var būt arī papildu risinājumi, kas ļauj kontrolēt izplūdes gāzu plūsmu korpusa iekšpusē (turbīna ar mainīga ģeometrija) un tā tālāk.
Kompresora ierīce
Kompresoram ir korpuss un ritenis (rotors). Kompresora korpuss ir izgatavots no alumīnija. Rotors ir uzstādīts uz turbīnas ass tāpat kā lāpstiņritenis. Kompresora ritenim ir asmeņi, kuru materiāls arī ir alumīnijs. Kompresora riteņa uzdevums ir uzņemt gaisu, kas iet caur tā centru.
Lāpstiņu forma izraisa gaisa izmešanu pret kompresora korpusa sienām, kā rezultātā tas tiek saspiests. Nākamā plūsma kompresēts gaiss laikā pasniedza ieplūdes kolektors dzinējs.
Turbokompresora ass
ass ir centrālā daļa turbokompresors un ir fiksēts korpusa iekšpusē uz slīdgultņiem. Asu eļļošana tiek realizēta ar padevi. Abās pusēs ir uzstādīti speciāli blīvgredzeni un blīves.
Šie elementi novērš smagās eļļas noplūdes, lai smērviela nenokļūtu kompresora un turbīnas zonā. Pašas eļļas blīves nenodrošina pilnīgu hermētiskumu. Šie risinājumi ir blīves, kas darbojas spiediena starpības dēļ, kas rodas turbokompresora darbības laikā.
Blīves arī samazina gaisa iekļūšanu no kompresora un gāzēm no turbīnas ass korpusā. Ir vērts atzīmēt, ka nav iespējams pilnībā novērst izplūdes gāzu un kompresora saspiestā gaisa iekļūšanu. Pārpalikums tiek noņemts pa eļļas iztukšošanas līniju ar eļļu un nonāk dīzeļdzinēja karterī.
Turbo lag un turbo
Turbīnas lāpstiņritenis un kompresora ritenis ir fiksēti uz vienas kopējas ass. Šī iemesla dēļ pastāv zināma atkarība, kas sastāv no kompresora gaisa padeves palielināšanas tikai ar turbīnas ātruma palielināšanos. Eksperti izšķir turbo lag (turbolag) jēdzienu, kas nozīmē dīzeļdegvielas jaudas pieauguma aizkavēšanos, strauji nospiežot akseleratoru.
Turbo lag rodas visas turbokompresoru sistēmas inerces dēļ. Lieta tāda, lai atpūstos turbīnas ritenis izplūdes gāzēm, kas nonāk lāpstiņritenī, ir nepieciešams noteikts laiks. Turbo lifts ir dramatisks pieaugums dzinēja apgriezienu skaits, kas notiek pēc turboakas.
Turbīnas lāpstiņriteni griež izplūdes gāzes, lai radītu efektīvu turbokompresora paaugstināšanas spiedienu. Noteiktos apstākļos turbīna var griezties ar ļoti augstu frekvenci, kas ir atkarīga no dizaina iezīmes ierīces korpuss un izplūdes gāzu plūsmas intensitāte.
Izlasi arī
Pašpārbaudes dīzeļdzinēja turbokompresors. Kompresora pārbaude bez noņemšanas. Eļļas klātbūtne turbīnas korpusā, vārpstas spēle, lāpstiņritenis.
Pēc ierīces un darbības principa tie ir sadalīti atmosfēras un turbokompresoros. Bet ne visi saprot atšķirību starp šiem spēka agregātiem. Apskatīsim, ar ko atšķiras turbo dzinējs, kā tas darbojas un kā tas darbojas. Iepazīsimies ar šiem motoriem, izmantojot VAG grupas moderno agregātu piemēru.
Benzīna turbo dzinēji
Benzīna turbodzinējs ir dzinējs iekšējā degšana ar mākslīgi palielinātu kompresijas pakāpi kamerās turbīnas dēļ. Šī rādītāja palielināšanās palielina jaudu un citus specifikācijas. Kopš pirmā iekšdedzes dzinēja radīšanas inženieri ir mēģinājuši pievienot jaudu, būtiski nemainot iekšdedzes dzinēja darba tilpumu.
No pirmā acu uzmetiena šis lēmums bija praktiski redzams - bija nepieciešams palīdzēt motoram "elpot" efektīvāk. Tas ļautu jums iegūt labākais sniegums degšana degvielas maisījums. To var panākt ar papildu gaisa padevi. Tas nozīmē, ka tas ir jāievada cilindros piespiedu kārtā, zem spiediena. Pateicoties papildu gaisa apjomam, degviela pilnībā izdegs, kas palīdzēs palielināt jaudu. Bet šīs tehnoloģijas tika ieviestas ļoti lēni. Pašā sākumā turbokompresora iekārtas tika izmantotas tikai lieliem kuģu un lidmašīnu dzinējiem.
Benzīna iekšdedzes dzinēju ar turbokompresoru vēsture
Pirmais turbo dzinējs tika uzstādīts pagājušajā gadsimtā. Pirmo reizi automobiļu iekšdedzes dzinējus ar turbokompresoru sāka ražot 1938. gadā. 60. gadu sākumā pirmie dzinēji ar turbīnu priekš vieglās automašīnas. Tās ir Oldmobile Jetfire un Chevrolet Corvair Monza automašīnas. Visām īpašībām dzinēji neatšķīrās augsta uzticamība un nodilumizturība.
Popularitātes sākums
ICE ar turbokompresoru kļuva populāri 70. gados. Tad tos sāka masveidā uzstādīt sporta automašīnas. Bet iekšā civilie transportlīdzekļi turbo dzinējs nekļuva populārs lielā degvielas patēriņa dēļ. Ar šo trūkumu izcēlās visi tā laikmeta benzīna dzinēji ar turbokompresoru. Bet degvielas patēriņš tajā laikā bija ļoti svarīgs. Šoreiz krita uz naftas krīzi 70. gados.
Benzīna turbo-ICE ierīce
Benzīna turbokompresora spēka agregāta darbības algoritms ir speciāla kompresora izmantošana. Pēdējā uzdevums ir iesūknēt papildu gaisa daudzumu sadegšanas kamerās. Uzlabojot cilindru pildījumu ar gaisa un degvielas maisījumu, palielinās vidējais efektīvais spiediens vienā ciklā un palielinās jauda. Izplūdes gāzes tiek izmantotas kā turbokompresora sistēmas piedziņa, kuras enerģija veic lietderīgu darbu.
Mūsdienīgs kompresors ir korpuss ar gultņiem, ritenis, turbīnas korpuss. Pēdējam ir kanāli smērvielas kustībai. Konstrukcijā ir arī rotora vārpsta, kompresors, pneimatiskā piedziņa.Rotors ir uzstādīts korpusā, kur ir uzstādīti gultņi. Tā ir vārpsta, kurai pievienota turbīna un kompresora riteņi. Pēdējiem ir asmeņi. Šis rotors var griezties slīdgultņu dēļ. To eļļošanai un dzesēšanai eļļa tiek piegādāta no eļļošanas sistēma dzinējs. Papildu dzesēšanai tiek izmantoti arī dzesēšanas šķidruma kanāli. Šis elements Kompresors ir izgatavots gliemeža formā.
Darbības princips
Turbīnas caurule ir savienota ar izplūdes kolektoru. Kompresors - ar ieeju. Kā jau minēts, turbokompresoru darbina izplūdes gāzu enerģija. Ieejot turbīnā, tie griež rotoru, tādējādi izdalot enerģiju. Tālāk caur izplūdes cauruli gāzes nonāk izplūdes sistēmā.
Kompresora ritenis un "gliemeži" ir uzstādīti uz vienas vārpstas. Pagriežot turbīnu, kompresora ritenis velk gaisu no gaisa filtrs un iesūknē to sadegšanas kamerās. Atkarībā no pastiprinājuma līmeņa ierīce var palielināt spiediena spēku no 30% līdz 80%. Tādējādi dzinējs ar tādu pašu darba tilpumu var pieņemt maisījumu lielos daudzumos. Pateicoties tam, vienības jauda palielinās no 20% līdz 50%. Izplūdes gāzes un to enerģija ievērojami palielina motora efektivitāti.
Turbodīzeļa agregāti
Turbo (dīzeļa) dzinējs ir sakārtots aptuveni tādā pašā veidā. Turbokompresora darbības princips neatšķiras no benzīna. Vienīgā atšķirība ir starpdzesētāja klātbūtne. Šis ir īpašs mehānisms, kas atdzesē gaisu, pirms tas nonāk cilindros. Aukstā gaisa tilpums ir mazāks nekā siltā gaisa tilpums. Tas nozīmē, ka auksts gaiss var "iegrūst" cilindrā lielākos daudzumos.
TSI dzinēji
Šīs vienības ir uzstādītas uz mūsdienīgi modeļi automašīnas no Volkswagen, Audi un Skoda. Viņi visi pieder vienai un tai pašai grupai. Ražotāji apgalvo, ka tie ir jaunās paaudzes motori, kas veiksmīgi apvieno jaudu un efektivitāti. Parasta klasiskā iekšdedzes dzinēja ar nelielu tilpumu gadījumā lielu jaudu no tā nevar gaidīt. Ja transportlīdzekļa svars ir viena tonna un dzinējam ir maza jauda, tas novedīs pie augsta degvielas patēriņa zemās dinamikas un augstu apgriezienu dēļ.
Liela darba tilpuma dzinējam ir augsta plūsma palielinātās sadegšanas kameras dēļ. Turbo dzinēji (Skoda Octavia, Volkswagen un Audi) ir īsts inženierijas brīnums. Šie spēka agregāti apvieno pieticīgu degvielas patēriņu un pietiekamu jaudu ar salīdzinoši nelielu tilpumu.
SITS: ierīce
Šie agregāti var atšķirties pēc izmēra. Tātad viņi ražo ICE ar 1,2; 1,4; 1,6 l. Kā arī 1,8 turbo, 2,0 litru dzinējs. Lielāka tilpuma dēļ motora jauda palielinās. Un tas ir pareizais lēmums. Un tad parunāsim par atšķirībām.
Turbokompresors un kompresors
TSI ir gan turbokompresors, gan kompresors. VAG grupas speciālisti izmantoja šo dizainu, lai atrisinātu standarta motora problēmu. Tie ir kritumi pie zemiem dzinēja apgriezieniem. Ja ņemam vērā klasiskos turbodzinējus, tad “gliemezis” darbojas izplūdes gāzu dēļ. Spiediena spēks, strādājot ar mazu ātrumu, neļauj kompresoram radīt nepieciešamo spēku un piegādāt to sadegšanas kamerām pietiekami gaiss.
1,8 turbo dzinējam ("Volkswagen") ir uzstādīts kompresors. Tas neļauj samazināties jaudai. Maksimālais griezes moments parastajā režīmā atmosfēras dzinējs ir aptuveni 5000 apgr./min. TSI motoru gadījumā maksimālais griezes moments ir diapazonā no 1500 apgr./min. līdz 4500 apgr./min. Šis ir darba intervāls, ko izmanto lielākā daļa draiveru. IN TSI motori divu turbīnu izmantošanas dēļ tiek radīts spiediens līdz 2,5 bāriem.
Kompresors
Šī iekārta darbojas no atsevišķas siksnas piedziņas. Viņš ir augsts pārnesumu attiecība. Kompresors ieslēdzas tikai tad, kad vadītājs nospiež gāzi. Pie ātrumiem tuvu tukšgaitai spiediens ir 0,8 BAR - tas ir diezgan daudz. Tā rezultātā tiek iegūts lielisks dinamiskās īpašības. Šādi darbojas Audi 1.8 turbo dzinējs ar TSI. Iepriekšējā šo motoru paaudze nav aprīkota ar kompresoru. Šeit ir tikai turbīna.
Turbodzinējs 1.8 no Volkswagen
Šī iekārta ir bijusi tirgū aptuveni 20 gadus. Šis modelis Iekšdedzes dzinējs ir ļoti populārs, un tas ir radījis pieprasījumu pēc turbodzinējiem. Daudzi VAG grupas automašīnu modeļi bija aprīkoti ar šo dzinēju. Šīs spēkstacijas debija notika 1995. gadā.
Pirmo reizi Audi A4 tika uzstādīts 1,8 turbo dzinējs (Volkswagen Passat b5) (jā, tie izmanto tos pašus dzinējus). Runājot par īpašībām, ir vairāki modeļi ar ietilpību 150 un 210 Zirgu spēks. 2002. gadā viņi izveidoja motoru ar 190 "zirgu" ietilpību. dzinējs ar turbokompresoru no Volkswagen bija sākums pilnībā jauna filozofija relatīvi benzīna iekšdedzes dzinēji. Tas sniedza labu veiktspēju ar salīdzinoši mazu tilpumu, pateicoties turbīnai. Šīs vienības priekšrocība ir mērena ēstgriba.
Audi A4 modelis uz šosejas patērē līdz 8 litriem uz 100 kilometriem. Pilsētas apstākļos degvielas patēriņš nepārsniedz 10 litrus. Sakarā ar 20 vārstu klātbūtni cilindra galvā un turbokompresoru, Volkswagen inženieri varēja iegūt vairāk augsta veiktspēja griezes moments, pirms apgriezieni minūtē sasniedz 2000.
Tātad šajā dzinējā ir apvienota lieliska elastība, kas raksturīga turbodīzeļa iekārtām, bet tajā pašā laikā darba kultūra ir benzīns. Šo ierīci var arī viegli pārveidot par gāzi. Spēkstacija ir viena no labākajām visā līnijā. Dzinējs lepojas ar veiktspēju, mērenu degvielas patēriņu un augstu uzticamību. "Passat" (1,8 turbo) tādu nav dizaina trūkumi vienība. Pat tagad, mūsdienu TSI laikmetā, šim motoram praktiski nav līdzvērtīgu.
Turbo dzinēji: priekšrocības un trūkumi
Galvenā turbo dzinēja priekšrocība ir palielināta jauda. Tas ir galvenais mērķis, kas tika sasniegts bez būtiskām izmaiņām dizainā. Ar tādiem pašiem apjomiem c var radīt par 70% lielāku griezes momentu un jaudu. Kompresors samazina procentuālo daudzumu kaitīgās vielas V izplūdes gāzes. Dzinējam, kas aprīkots ar turbīnu, ir daudz vairāk zems līmenis troksnis.
Šie elektrostacijas var uzstādīt uz jebkuras automašīnas. Galvenais trūkums- augsts degvielas patēriņš. Gaisa daudzums palielinās, un palielinās arī patērētās degvielas daudzums. Šī problēma inženieri nevar izlemt. Arī trūkumi ietver darbības grūtības. Šie iekšdedzes dzinēji ir ļoti jutīgi pret degvielas un eļļas kvalitāti. Turklāt trūkumi ietver zemi noteikumi eļļas un tīrīšanas filtri. Motors darbojas palielināts ātrums. Pateicoties tam, eļļa ātrāk zaudē savas īpašības.
Lai iegūtu skaidrāku priekšstatu par to, kā turbīna darbojas automašīnā, vispirms ir jāiepazīstas ar iekšdedzes dzinēja darbības principu. Mūsdienās lielākā daļa kravu un automašīnas aprīkots ar 4-taktu spēka agregātiem, kuru darbību kontrolē ieplūdes un izplūdes vārsti.
Katrs no šāda dzinēja darba cikliem sastāv no 4 cikliem, kuru laikā kloķvārpsta veic 2 pilnus apgriezienus.
Ieplūde- šī gājiena laikā virzulis virzās uz leju, savukārt degvielas un gaisa maisījums nonāk sadegšanas kamerā (ja tas ir Gāzes dzinējs) vai tikai gaisu, ja tā ir dīzeļdegviela.
Saspiešana- šī cikla laikā notiek saspiešana degošs maisījums.
Pagarinājums- šajā posmā degmaisījums tiek aizdedzināts ar sveču radītās dzirksteles palīdzību. Gadījumā, ja dīzeļdzinējs, aizdegšanās notiek nejauši, iedarbojoties augstspiediena injekcija.
Atbrīvot- virzulis virzās uz augšu, kamēr izplūdes gāzes tiek atbrīvotas.
Šis dzinēja darbības princips nosaka šādus veidus, kā palielināt tā efektivitāti:
Turbokompresora uzstādīšana
- Palielināts dzinēja darba tilpums
- Apgriezienu skaita palielināšana kloķvārpsta dzinējs
Kā turbīna darbojas automašīnā?
Dzinēja darba tilpuma palielināšanās
Motora tilpuma palielināšana ir iespējama divos veidos: vai nu palielinot sadegšanas kameru tilpumu, vai palielinot cilindru skaitu spēka agregātā. Tomēr šī jaudas palielināšanas metode nav pilnībā pamatota, jo tai ir vairāki trūkumi, tostarp: palielināts patēriņš degviela.
Dzinēja kloķvārpstas apgriezienu skaita palielināšana
Cits iespējamais veids uzlabojot dzinēja veiktspēju, ir jāpalielina kloķvārpstas apgriezienu skaits. To panāk, palielinot virzuļa gājienu skaitu laika vienībā. Bet šīs metodes izmantošanai ir nopietni ierobežojumi, kas ir saistīti ar tehniskās iespējas dzinējs. Turklāt šāda modernizācija noved pie barošanas bloka efektivitātes samazināšanās, ko izraisa zudumi ieplūdes un citu darbību laikā.
Turbokompresors
Divās iepriekšējās metodēs dzinējs izmanto gaisu, kas ieplūst paša iesmidzināšanas dēļ. Lietojot turbokompresoru, cilindrā ieplūst tāds pats gaisa daudzums, bet ar tā iepriekšēju saspiešanu. Tas dod iespēju iekļūt vairāk gaisa iekļūšana cilindrā, kas ļauj sadedzināt vairāk degvielas. Izmantojot šo tehnoloģiju, dzinēja jauda palielinās attiecībā pret patērētās degvielas daudzumu un dzinēja izmēru.
Gaisa dzesēšana
Saspiešanas laikā gaiss var tikt uzkarsēts līdz 180 C. Tomēr gaisam ir īpašība palielināt blīvumu atdzesējot, kas ļauj ievērojami palielināt gaisa daudzumu, kas nonāk cilindrā. Turklāt gaisa blīvuma palielināšanās ievērojami samazina degvielas patēriņu un sadegšanas produktu emisiju daudzumu.
Ir arī divi dažādi turbokompresora veidi: turbokompresors, kura pamatā ir izplūdes gāzu enerģijas izmantošana, un mehāniski darbināms turbokompresors.
Turbokompresors ar mehānisko piedziņu
Izmantojot šāda veida kompresiju, gaiss tiek saspiests, pateicoties īpašam kompresoram, ko darbina dzinēja piedziņa. Bet šai metodei ir viens liels trūkums. Lieta tāda, ka, izmantojot mehānisko turbokompresoru, daļa dzinēja jaudas aiziet paša kompresora darbības nodrošināšanai, tāpēc ar šādu kompresoru aprīkotam dzinējam ir lielāks degvielas patēriņš nekā parasts dzinējs tāda pati jauda.
Turbokompresors, kura pamatā ir izplūdes gāzu enerģijas izmantošana
Šīs metodes pamatā ir izplūdes gāzu enerģijas izmantošana, kas tiek novirzīta uz turbīnas piedziņu. Izmantojot šo metodi, nav mehāniskais savienojums ar dzinēju, lai nezaudētu jaudu.
Galvenās turbodzinēju priekšrocības
1) Turbo dzinējam ir mazāks degvielas patēriņš nekā dzinējam bez vienādas jaudas turbīnas un citiem vienādiem apstākļiem.
2) Turbokompresoram ir manāmi labākais sniegums dzinēja svara attiecība pret jaudu, ko tas attīsta.
3) Turbokompresora izmantošana paver jaunas iespējas citu dzinēja parametru un raksturlielumu optimizēšanai, kā arī griezes momenta uzlabošanai, kas ļaus izvairīties no ļoti biežas pārnesumu maiņas braucot sastrēgumos vai kalnainā apvidū.
4) Turbo dzinēji ir klusāki nekā tādas pašas jaudas agregāti bez turbokompresora.
Jaudas raksturlielumus, ko demonstrē automašīna, tieši ietekmē cilindra uzpildes ātrums. gaisa-degvielas maisījums. Lai palielinātu šī maisījuma bagātināšanas pakāpi, ražošanas uzņēmumi aprīko transportlīdzekļus ar turbokompresoriem. Tajā pašā laikā ne katram konkrētas markas automašīnas modelim un modifikācijai ir zem pārsega dzinējs ar turbokompresoru. Tas ir pirmais iemesls, kāpēc īpašnieki automašīnā uzstāda turbīnu. Turklāt turbokompresors laika gaitā mēdz nolietoties. Šajā gadījumā turbīna ir jānomaina.
Kādas ir turbīnu priekšrocības automašīnā?
Turbokompresora piedziņa kļūst arvien populārāka, un tam ir daudz iemeslu, jo turbokompresora priekšrocību saraksts ir ļoti plašs. Turbīnas pievilcība ir šāda:
- ievērojams jaudas pieaugums transportlīdzeklis;
- ievērojams samazinājums degvielas patēriņš;
- ātra turbīnas atmaksāšanās, kas ir atkarīga no automašīnas lietošanas biežuma;
- ietaupījumi, jo dzinējs automašīnā nav jāmaina vairāk jaudīga versija, kas ir diezgan dārga;
- dzinēja stabilitāte;
- videi draudzīgums - automašīnai ar turbodzinēju ir zemāka izplūdes gāzu toksicitātes pakāpe.
Kā izvēlēties pareizo turbīnu?
Turbīnai un dzinējam jāfunkcionē līdzsvarā, un katram dzinēja tipam ir nepieciešama cita turbīna. Protams, vislabāk ir iegādāties oriģinālo turbokompresoru, šajā gadījumā ražotājs ņem vērā visas savu automašīnu dzinēju īpašības un ražo turbīnas noteiktām spēka agregāti kas viņiem lieliski piestāv. Tā kā šādas turbīnas nav lētas, ir vērts pievērst uzmanību neoriģināliem modeļiem, bet tos ražo labi zināmi ražotāji, kuriem ir licences šādai ražošanai. Šajā gadījumā turbīnas tiek rūpīgi pārbaudītas katrā ražošanas posmā.
Kādi ir atlases kritēriji?
Izvēloties turbīnu, jums jāizlemj par trim galvenajiem faktoriem:
- kā plānots darbināt auto - sacīkstēm vai vienkārši ikdienas braucieni;
- kādi ir motora raksturlielumi - jo mazāks dzinēja darba tilpums, jo mazāka ir nepieciešama turbīna un otrādi. Dzinējiem ar tilpumu 3 litri vai vairāk jums būs nepieciešama dvīņu vai liela turbīna;
- kāda veida motoru plānots ar to aprīkot - no tā atkarīgs materiāls, no kura tas izgatavots. Dīzeļdegvielas un benzīna agregāti darbojas dažādos veidos. temperatūras režīms, un turbīnai jābūt ar atbilstošu siltuma pretestību.
Nevajadzētu pārvērtēt automašīnas iespējas un “pakārt” tai jaudas slodzes, ar kurām tā var netikt galā. Lai nekļūdītos izvēloties, labāk konsultēties ar speciālistu.
Šajā rakstā mēs iepazīsimies ar atbildi uz jautājumu, kas ir turbīna. Šeit lasītājs atradīs informāciju par tās īpašībām, veidiem un cilvēku ekspluatācijas metodēm, kā arī aplūkos vēsturisko informāciju, kas saistīta ar šīs mehāniskās ierīces izstrādi.
Ievads
Kas ir turbīna un kā tā darbojas? Šī ir asmeņu sistēma (mašīna), kas nodarbojas ar enerģiju pārveidošanu: iekšējo un / vai kinētisko. Šis resurss dod darba ķermenis un ļauj vārpstai to veikt mehānisks mērķis. Asmeņus ietekmē darba šķidruma strūkla, kas ir fiksēta netālu no rotoru apkārtmēriem. Tas arī noved pie viņu kustības.
To var izmantot kā spēkstaciju (AES, TES, HES) turbīnu, piedziņu fragmentu dažādi veidi transportu, un var arī apkalpot neatņemama sastāvdaļa hidrauliskie sūkņi un gāzes turbīnu dzinēji. Reālā enerģētikas nozare bez šīm ierīcēm nevar iztikt. Turbīnas rotācijas siltuma pārneses veids termoelektrostacijās ir ar augstu veiktspēju, tas ir ļoti energoietilpīgs. Tas ļauj cilvēkam izmantot dažādus resursus salīdzinoši nelielos daudzumos, salīdzinot ar saņemto elektroenerģijas daudzumu.
Vēsturiskie dati
Daudzi mēģinājumi izveidot līdzīgu ierīci moderna turbīna, tika izdarīts ilgi pirms tā pilnvērtīgas parādīšanās, ko tas ieguva deviņpadsmitā gadsimta beigās. Pirmais mēģinājums pieder Aleksandrijas Heronam (1. gadsimts AD).
I. V. Linde iebilda, ka tieši 19. gadsimtā dzima plānu un projektu masa, kas ļāva cilvēkam pārvarēt “materiālās grūtības”, kas traucēja ieviest un radīt šādu tehnoloģiju. To gadu galvenie notikumi bija termodinamiskās zinātnes attīstība, kā arī metalurģijas un mašīnbūves nozares. XIX gadsimta beigās divi zinātnieki atsevišķi un neatkarīgi spēja izveidot tvaika turbīnu, kas piemērota dažādām nozarēm. Tie bija Gustavs Lavals no Zviedrijas un Čārlzs Pārsons no Lielbritānijas.
Vēsturisko notikumu dati
Un tagad iepazīsimies ar dažiem notikumiem, kas saistīti ar turbīnas izgudrošanas vēsturi:
- 1. gadsimtā n. e. Aleksandrijas Herons mēģināja izveidot tvaika turbīnu, taču vairākus gadsimtus pēc tam tā netika pētīta, jo radās kļūdains viedoklis, ka ideja nav pamatota.
- 1500. gadā var atrast pieminējumu par "dūmu lietussargu" - ierīci, kas paceļ karstā gaisa plūsmu no liesmas caur savstarpēji savienotiem asmeņiem un griežot iesmu.
- Džovanni Branka 1629. gadā izveidoja turbīnu, kuras lāpstiņas pacēlās augšup spēcīgas tvaika strūklas ietekmē.
- 1791. gadā Anglijas izcelsmes Džons Bārbers ieguva tiesības uz patentu, kas ļāva viņam kļūt par pirmo modernās gāzes turbīnas īpašnieku un radītāju.
- Turbīnas, kas darbojas uz ūdens, pirmo reizi radīja franču zinātnieks Bērdens 1832. gadā.
- 1894. gadā tvaika turbīnas dzinēja kuģa ideja tika patentēta un pieder seram C. Pārsonsam.
- 1903. gads: Edgidiuss Ellings no Norvēģijas izstrādāja pirmo šāda veida ar gāzi darbināmu turbīnu sistēmu, kas spēja nodot vairāk enerģijas, nekā tika iztērēta pašas turbīnas sastāvdaļu iekšējai apkopei. Šī tehnoloģija bija nozīmīgs to laiku sasniegums. Problēmas radīja nepietiekams līmenis Tomēr termodinamisko zināšanu attīstība ir pārvarēta.
- 1913. gadā Nikola Tesla kļuva par patenta īpašnieku turbīnai, kas darbojas, pamatojoties uz robežslāņa efektu.
- 1920: Gāzes plūsmas pa kanāliem praktiskā teorija ļāva formulēt skaidrus datus teorētiskas izpratnes veidošanai par plūsmas procesu, kurā gāze pārvietojas pa aerodinamisko plakni. Šo darbu veica doktors A. A. Grifits.
- Lidmašīnai reaktīvo dzinēju turbīnu radīja sers F. Vitls, un pats dzinējs ar panākumiem tika pārbaudīts 1937. gada aprīlī.
Gustava Lavala darbi
Pirmais tvaika turbīnas radītājs bija Gustavs Lavals, izgudrotājs no Zviedrijas. Pastāv viedoklis, ka pie šāda mehānisma projektēšanas viņu novedusi vēlme nodrošināt paša izgatavotu piena separatoru ar mehānisku darbību, kas tiek veikta bez tiešas cilvēka iejaukšanās. To laiku dzinēji neļāva izveidot nepieciešamo rotācijas ātrumu.
Tvaiks kalpoja kā darba šķidrums Laval mašīnā. 1889. gadā viņš veica papildinājumu turbīnu sprauslām, uz kurām uzlika konusveida paplašinātājus. Viņa darbs bija inženiertehnisks sasniegums, un tas ir skaidrs, jo tika veikta slodzes lieluma analīze Darba ritenis, liecina, ka viņa bija superspēcīga. Tāds efekts, pat mazākais pārkāpums izraisītu nespēju saglabāt smaguma centru un izraisītu tūlītēju gultņa bojājumu. Izgudrotājam izdevās izvairīties no šādas problēmas, izmantojot plānu asi, kas rotācijas laikā saliecas.
Čārlzs Pārsons un viņa darbi
Čārlzam Pārsonsam tika piešķirts patents par pirmās daudzpakāpju turbīnas izgudrošanu, un viņš to izdarīja 1884. gadā. Mehānisma darbība iedarbināja elektriskā ģeneratora ierīci. Gadu vēlāk, 1885. gadā, viņš modificēja savu versiju, kuru sāka plaši izplatīt un izmantot spēkstacijās. Ierīcei bija izlīdzināšanas aparāts, kuru veidoja no vainagiem, ar turbīnu lāpstām, kuras tika nosūtītas uz otrā puse. Paši kroņi palika nekustīgi. Mehānismam bija 3 posmi ar dažādiem spiediena spēka indikatoriem un ģeometriskie parametri asmeņi, kā arī to uzstādīšanas veidi. Turbīna izmantoja gan aktīvo, gan reaktīvo jaudu.
Turbīnas ierīce
Tagad mēs apsvērsim jautājumu par to, kas ir turbīna, iedziļinoties tās darbības mehānismā.
Turbīnas stadiju veido divas galvenās daļas:
- Darbrats (rotora asmeņi, kas tieši rada rotāciju);
- Sprauslas mehānisms (startera lāpstiņas ir atbildīgas par darba šķidruma pagriešanu, kas piešķirs plūsmai vēlamo uzbrukuma leņķi attiecībā pret lāpstiņriteni).
Atkarībā no plūsmu kustības virziena darba korpusus var iedalīt aksiālos un radiālos turbīnu mehānismos. Pie pirmās upes plūduma. m pārvietojas virzienā pa turbīnas asi. Radiālās turbīnas ir tās, kurās plūsma ir vērsta perpendikulāri vārpstas asij.
Ķēžu skaits ļauj sadalīt šādus mehānismus vienas, divu un trīs ķēžu mehānismos. Dažreiz jūs varat atrast turbīnas ar četrām vai piecām ķēdēm, taču tas ir ārkārtīgi reti. Turbīnas vairāku ķēžu izvietojums ļauj izmantot lielus termiskās entalpijas atšķirību lēcienus. Tas ir saistīts ar lielu skaitu posmu izvietojumu ar dažādu spiedienu, kā arī ietekmē turbīnas jaudu.
Pēc vārpstu skaita var atšķirt vienas, divu un dažreiz trīs vārpstu turbīnas. Tos savieno vispārējie termisko parādību parametri vai pārnesumkārbas mehānisms. Vārpstas var būt koaksiālas un paralēlas.
Turbīnas ierīce un darbības princips ir šāds: vietās, kur vārpsta iet caur korpusa sienām, atrodas sabiezējumi, kas novērš darba šķidruma noplūdi uz āru un gaisa iesūkšanu korpusā.
Vārpstas priekšējais gals ir aprīkots ar limita regulatoru, kas nepieciešamības gadījumā automātiski apturēs turbīnu. Tas notiek, piemēram, konkrētai ierīcei pieļaujamās griešanās frekvences palielināšanās rezultātā.
Gāzes enerģijas pārveidošana
Kas ir turbīna? IN vispārējs skats Mašīna, kuras mērķis ir pārvērst enerģiju darbā. Ir vairāki to veidi, un viens no tiem ir gāzes turbīna.
Gāzes turbīnas ierīce ir balstīta uz gāzes enerģijas potenciāla pārvēršanu saspiestā vai sakarsētā stāvoklī vārpstas mehānisma veiktajā darbā. Galvenie elementi ir rotors un stators. Tas atrodams kā daļa no gāzes turbīnas dzinēja, GTU un CCGT.
Gāzes turbīnas mehānisms
Turbīnas darbība tiek veikta, kad sprauslas aparāts nolaiž gāzes zem spiediena korpusā uz tām vietām, kur tā ir maza. Šajā gadījumā gāzes molekulas paplašinās un paātrinās. Tad tie nokrīt uz darba asmeņu virsmas un piešķir tiem procentus no to kinētiskās enerģijas lādiņa. Tiek paziņots asmens griezes moments.
Gāzes turbīnas mehāniskais izvietojums var būt daudz vienkāršāks nekā virzuļdzinējs iekšējā degšana. Mūsdienīgs turboreaktīvie dzinēji var būt vairākas vārpstas un simtiem asmeņu gan uz startera, gan uz vārpstas. Lidmašīnu turbīnas ir piemērs. To īpašība ir arī sarežģītas cauruļvadu, siltummaiņu un sadegšanas kameru sistēmas klātbūtne.
Gan radiālie, gan vilces tipa gultņi kalpo kā kritisks elements šajā attīstībā. Tradicionāli tika izmantoti hidrodinamiskie vai ar eļļu dzesējamie lodīšu gultņi, taču tos drīz vien apsteidza gaisa gultņi. Līdz mūsdienām tos izmanto mikroturbīnu radīšanai.
Siltuma dzinēji
Termoturbīna tvaika veikto darbu pārvērš mehāniskā darbā. Lāpstiņas aparāta iekšpusē tvaika potenciālā enerģija sakarsētā un saspiestā stāvoklī tiek pārvērsta kinētiskā formā. Pēdējais savukārt tiek pārveidots par mehānisku un izraisa vārpstas griešanos.
Tvaiks tiek padots ar tvaika katla ierīci un tiek novirzīts uz katru izliekto lāpstiņu, kas fiksēts ap rotora apkārtmēru. Tālāk uz to iedarbojas tvaiks, un visi kopā lāpstiņas liek rotoram griezties. Tvaika turbīna ir PTU elements. Turbīnas bloks tiek veidots, apvienojot darbu tvaika turbīna un elektriskais ģenerators.
Tvaika dzinēja galvenā daļa
Tvaika mehānismi, tāpat kā gāzes, tiek veidoti ar rotora un statora palīdzību. Pirmajā ir fiksēti asmeņi, kas spēj kustēties, bet pēdējā - nav spējīgi.
Plūsmas kustība notiek saskaņā ar aksiālo vai radiālo formu, kas ir atkarīga no tvaika plūsmu virziena veida. Aksiālo formu raksturo ass perimetra tvaika kustība, kas piemīt turbīnai. Radiālajai turbīnai ir tvaika plūsmas, kas pārvietojas perpendikulāri. Šajā gadījumā asmeņi tiek novietoti paralēli asij, pa kuru notiek rotācija. Tiem var būt no viena līdz pieciem cilindriem. Arī vārpstu skaits var atšķirties. Ir ierīces ar vienu, divām vai trim vārpstām.
Korpuss ir fiksētā daļa, ko sauc par statoru. Tam ir vairākas rievas, kurās ir uzstādītas diafragmas ar savienotājiem, kas atbilst turbīnas korpusa plaknei. Gar to perifēriju ir izvietoti vairāki sprauslu kanāli (režģi), kas tiek veidoti ar izliektu asmeņu palīdzību, kas ielietas diafragmā vai piemetinātas tai.
Turbokompresors
Ir mehānisms, kas izmanto izplūdes gāzes, lai palielinātu spiedienu ieplūdes kameras telpā. Šādu vienību sauc par turbokompresoru.
Galvenās daļas attēlo apakšcentrs vai aksiālais kompresors un gāzes turbīna nepieciešams, lai tas darbotos. Ir viena vārpsta. Galvenā funkcija ir palielināt spiedienu, ko rada darba šķidrums. Tas kļūst iespējams, pateicoties gāzturbīnas dzinēja sildīšanai, darbojoties pašam kompresoram, kas iegūst jaudu, pateicoties turbīnai.
Beidzot
Tagad lasītājam ir vispārīgas idejas par ierīci, darbības principu, darbības mehānismu, turbīnu darbības metodēm. Šeit tika apskatīti arī konkrēti turbīnu veidi, kas atšķiras pēc darba šķidruma veida, un vēsturiskā informācija, kas parāda šo mehānismu vispārējo attīstības gaitu. Apkopojot, mēs varam teikt, ka turbīnas ir ierīces, kas pārveido enerģiju. Mēģinājumi tos radīt tika veikti ilgi pirms mūsu ēras. Šobrīd tos plaši izmanto dažādu nozaru cilvēki, kas ievērojami vienkāršo darba procesu, paaugstina produktivitāti un ļauj veikt mehāniskās darbības agrāk cilvēcei nebija pieejama.
