Turbokompresors ir parādā savu izskatu bēdīgi slavenajai vācu piesardzībai un praktiskumam it visā. Šāds jautājums vajāja pat Rūdolfu Dīzelu un Gotlību Deimleru 19. gadsimta beigās. Kā tas nākas, ka izplūdes gāzes tiek vienkārši iemestas caurulē, un to rīcībā esošā enerģija nedod nekādu labumu? Traucējumi ... Divdesmit pirmajā gadsimtā dzinēji, kas aprīkoti ar turbīnu, jau sen vairs nav eksotiski un tiek izmantoti visur, dažādos transportlīdzekļos. Kāpēc turbīnas galvenokārt izmanto dīzeļdzinēji un kāds ir šo noderīgo vienību darbības princips, mēs analizēsim tālāk - stingri populārzinātniskā, bet vizuālā un ikvienam saprotamā formā.

Tātad, ideja par iztērētās enerģijas "izmantošanu". izplūdes gāzes parādījās drīz pēc izgudrojuma un veiksmīgiem eksperimentiem dzinēju izmantošanā iekšējā degšana. Vācu inženieri un automobiļu un traktoru nozares pionieri Diesel un Daimler vadībā veica pirmos eksperimentus, lai palielinātu dzinēja jaudu un samazinātu degvielas patēriņu, izmantojot iesmidzināšanu. kompresēts gaiss no izplūdes.

Gotlībs Daimlers ražoja šādas automašīnas un jau domāja par turbokompresora sistēmas ieviešanu

Taču pirmie, kas uzbūvēja pirmo efektīvo turbokompresoru, nebija viņi, bet cits inženieris Alfrēds Buči. 1911. gadā viņš saņēma patentu savam izgudrojumam. Pirmās turbīnas bija tādas, ka tās bija iespējams un lietderīgi izmantot tikai priekš lieli dzinēji(piemēram, kuģi).

Turklāt turbokompresorus sāka izmantot aviācijas nozarē. Sākot ar 20. gadsimta 30. gadiem, ASV militārās lidmašīnas (gan iznīcinātājus, gan bumbvedējus) regulāri tika izlaistas “sērijā”, kuras benzīna dzinēji tika aprīkoti ar turbokompresoriem. Un pirmā kravas automašīna ar turbokompresoru dīzeļdzinēju tika izgatavota 1938. gadā.

60. gados General Motors Corporation ražoja pirmos Chevrolet un Oldsmobiles ar benzīnu karburēti dzinēji aprīkots ar turbokompresoru. Šo turbīnu uzticamība nebija liela, un tās ātri pazuda no tirgus.

1962. gads Oldsmobile Jetfire – pirmā sērijveida automašīna, kas tiek aprīkota ar turbokompresoru

Turbodzinēju mode atgriezās 70. / 80. gadu mijā, kad turbokompresoru sāka plaši izmantot sporta un sacīkšu automašīnas. Prefikss "turbo" kļuva ārkārtīgi populārs un pārvērtās par sava veida etiķeti. To gadu Holivudas filmās supervaroņi nospieda “maģiskās” “turbo” pogas uz savu superauto paneļiem, un automašīna tika aiznesta tālumā. Patiesībā to gadu turbokompresori ievērojami “palēninājās”, radot ievērojamu reakcijas aizkavēšanos. Un, starp citu, tie ne tikai neveicināja degvielas ekonomiju, bet, gluži pretēji, palielināja tās patēriņu.

Padomju lauku strādnieks - ar turbokompresoru

Pirmie patiešām veiksmīgie mēģinājumi ieviest turbokompresoru automašīnu dzinēju ražošanā sērijveida ražošana 80. gadu sākumā veica SAAB un Mercedes. Šī progresīvā pieredze nebija lēna, lai izmantotu citu globālu inženiertehnisko uzņēmumu priekšrocības.

Padomju Savienībā turbodzinēju izstrāde un ieviešana "sērijā" galvenokārt bija saistīta ar smago rūpniecības un lauksaimniecības traktoru - Kirovets - ražošanas attīstību; BelAZ super pašizgāzēji utt. jaudīga tehnoloģija.

Kāpēc turbīnas tika izmantotas dīzeļdzinējiem, nevis benzīna dzinējiem? Jo dīzeļdzinējiem ir daudz augstāka gaisa kompresijas pakāpe, un to izplūdes gāzu ir vairāk zema temperatūra. Attiecīgi turbīnas siltumnoturības prasības ir daudz mazākas, un tās izmaksas un izmantošanas efektivitāte ir daudz lielāka.

Turbokompresora sistēma sastāv no divām daļām: turbīnas un turbokompresora. Turbīna tiek izmantota, lai pārveidotu izplūdes gāzu enerģiju, un kompresors tiek izmantots tieši, lai piegādātu daudzkārt saspiestu atmosfēras gaisu uz cilindru darba dobumiem. Sistēmas galvenās daļas ir divi lāpstiņriteņi, turbīna un kompresors (tā sauktie "lāpstiņi"). Turbokompresors ir tehnoloģiski progresīvs gaisa sūknis, ko darbina turbīnas rotora rotācija. Tās vienīgais uzdevums ir piespiest saspiestu gaisu cilindros zem spiediena.

Jo vairāk gaisa nonāk sadegšanas kamerā, jo vairāk dīzeļdegvielas var sadedzināt noteiktā laika vienībā. Rezultāts ir ievērojams dzinēja jaudas pieaugums, nepalielinot tā cilindru tilpumu.

Turbokompresora sastāvdaļas:

• kompresora korpuss;
• kompresora ritenis;
• rotora vārpsta vai ass;
• turbīnas korpuss;
• turbīnas ritenis;
• gultņu korpuss.

Turbokompresora sistēmas pamatā ir rotors, kas uzstādīts uz īpašas ass un ievietots īpašā karstumizturīgā korpusā. Visu turbīnas sastāvdaļu nepārtraukts kontakts ar ārkārtīgi karstām gāzēm nosaka nepieciešamību izveidot gan rotoru, gan turbīnas korpusu no īpašiem karstumizturīgiem metālu sakausējumiem.

Darbrats un turbīnas vārpsta griežas ar ļoti augsta frekvence un pretējos virzienos. Tas nodrošina, ka viens elements ir cieši nospiests pret otru. Izplūdes gāzu plūsma vispirms nonāk izplūdes kolektorā, no kurienes tā nonāk īpašā kanālā, kas atrodas turbokompresora korpusā. Tā ķermeņa forma atgādina gliemeža čaulu. Pēc tam, kad iziet caur šo “gliemezi”, izplūdes gāzes ar paātrinājumu tiek piegādātas rotoram. Tas nodrošina turbīnas translācijas rotāciju.

Turbokompresora ass ir fiksēta uz īpašiem slīdgultņiem; eļļošana tiek veikta, piegādājot eļļu no eļļošanas sistēmas dzinēja nodalījums. O-gredzeni un blīves novērš eļļas noplūdi, kā arī gaisa un izplūdes gāzu izrāvienu un sajaukšanos. Protams, lai pilnībā izslēgtu izplūdes gāzu iekļūšanu saspiestajā atmosfēras gaiss Tas nedarbojas, bet tas nav īsti nepieciešams...

Jebkura dzinēja jauda un tā darba veiktspēja ir atkarīga no vairākiem iemesliem. Proti: par cilindru darba tilpumu, uz piegādātā daudzuma gaiss- degvielas maisījums, par tā sadegšanas efektivitāti, kā arī par degvielas enerģētisko daļu. Dzinēja jauda palielinās proporcionāli tajā sadedzinātās degvielas daudzuma pieaugumam noteiktā laika vienībā. Bet, lai paātrinātu degvielas sadegšanu, ir jāpalielina saspiestā gaisa padeve motora darba dobumos.

Tas ir, jo vairāk degvielas tiek sadedzināts laika vienībā, jo vairāk gaisa vajadzēs "iegrūst" dzinējā (šeit nav īpaši skaists vārds "grūst", tomēr tas ļoti labi iederas, jo pats dzinējs to nedarīs). tikt galā ar uzņemšanu lieko saspiestais gaiss un filtri nulles pretestība viņam nepalīdzēs).

Tas, mēs atkārtojam, ir galvenais turbokompresora mērķis - palielināt gaisa un degvielas maisījuma piegādi sadegšanas kamerām. Tas tiek nodrošināts, iespiežot cilindros saspiestu gaisu, kas notiek pie nemainīga spiediena. Tas rodas izplūdes gāzu enerģijas pārvēršanas rezultātā, citiem vārdiem sakot, no atkritumiem un zaudētiem par lietderīgiem. Lai to izdarītu, pirms izplūdes gāzu novadīšanas izplūdes caurulē un pēc tam attiecīgi atmosfērā to plūsma tiek virzīta caur turbokompresora sistēmu.

Šis process nodrošina ar speciālām lāpstiņām aprīkotā turbīnas riteņa ("lāpstiņriteņa") griešanos līdz 100-150 tūkstošiem apgriezienu minūtē. Uz vienas vārpstas ar lāpstiņriteni ir nostiprinātas arī kompresora lāpstiņas, kas sūknē saspiestu gaisu dzinēja cilindros. Jauda, ​​kas iegūta no izplūdes gāzu enerģijas pārveidošanas, tiek izmantota, lai ievērojami palielinātu gaisa spiedienu. Pateicoties tam, kļūst iespējams daudz injicēt cilindru darba dobumos vairāk degvielu uz noteiktu laiku. Tas ievērojami palielina gan dīzeļdzinēja jaudu, gan efektivitāti.

Dīzeļa turbīna sekcijā

Vienkārši sakot, turbo sistēmā ir divi lāpstiņu "lāpstiņi", kas uzstādīti uz viena kopējā vārpsta. Bet tajā pašā laikā tie atrodas atsevišķās kamerās, hermētiski atdalītas viena no otras. Viens no lāpstiņriteņiem ir spiests griezties no dzinēja izplūdes gāzēm, kas pastāvīgi nonāk tā lāpstiņās. Tā kā otrais lāpstiņritenis ar to ir stingri savienots, tas arī sāk griezties, vienlaikus uztverot atmosfēras gaisu un saspiestā veidā pievadot to dzinēja cilindriem.

Pagāja vairāk nekā ducis gadu, līdz inženieri izveidoja patiešām efektīvu turbokompresoru. Galu galā tikai teorētiski viss izskatās gludi: pārveidojot izplūdes gāzu enerģiju, jūs varat “atgriezt” zaudēto efektivitātes procentu un ievērojami palielināt dzinēja jaudu (piemēram, no simts līdz simt sešdesmit zirgspēkiem). . Bet praksē kaut kādu iemeslu dēļ tas neizdevās.

Turklāt, strauji nospiežot gāzes pedāli, bija jāgaida dzinēja apgriezienu pieaugums. Tas notika tikai pēc nelielas pauzes. Izplūdes gāzu spiediena palielināšanās, turbīnas griešanās un saspiestā gaisa iesmidzināšana nenotika uzreiz, bet gan pakāpeniski. Šo parādību, ko sauc par "turbolag" ("turbojama"), nevarēja pieradināt. Un izrādījās, ka ar to tika galā, izmantojot divus papildu vārstus: vienu - lai kompresorā iekļūtu liekā gaisa caurulē no dzinēja kolektora. Un otrs vārsts ir paredzēts izplūdes gāzēm. Un vispār mūsdienu turbīnas ar mainīgu lāpstiņu ģeometriju pat pēc formas jau būtiski atšķiras no klasiskajām 20. gadsimta otrās puses turbīnām.

Bosch dīzeļa turbokompresors

Vēl viena problēma, kas bija jāatrisina līdz ar tehnoloģiju attīstību dīzeļa turbīnas, sastāvēja no pārmērīgas detonācijas. Šī detonācija radās sakarā ar strauju temperatūras paaugstināšanos cilindru darba dobumos, kad tur tika ievadītas papildu saspiesta gaisa masas, it īpaši cikla pēdējā posmā. Lai atrisinātu šo problēmu sistēmā, tiek izsaukts starpdzesētājs (interdzesētājs).

Starpdzesētājs ir nekas vairāk kā radiators uzpūtes gaisa dzesēšanai. Papildus detonācijas samazināšanai tas samazina arī gaisa temperatūru, lai nesamazinātu tā blīvumu. Un tas ir neizbēgami kompresijas sildīšanas procesā, un līdz ar to visas sistēmas efektivitāte lielā mērā samazinās.

Turklāt, moderna sistēma dzinējs ar turbokompresoru nav pilnīgs bez:

• vadības vārsts (izplūdes vārsts). Tas kalpo uzturēšanai optimāls spiediens sistēmā un, ja nepieciešams, tās izvadīšanai notekcaurulē;
• apvedceļa vārsts (apvedceļa vārsts). Tās mērķis ir novirzīt uzpūtes gaisu atpakaļ uz turbīnas ieplūdes caurulēm, ja nepieciešams samazināt jaudu un droseļvārsts aizveras;
• un/vai "atgaisošanas" vārsts (izplūdes vārsts). Kas izvada lādēšanas gaisu atmosfērā, ja droseļvārsts aizveras un sensors masas plūsma nav gaisa;
• izplūdes kolektors saderīgs ar turbokompresoru;
• noslēgtas caurules: gaiss gaisa padevei ieplūdei un eļļa - turbokompresora dzesēšanai un eļļošanai.

Divdesmit pirmais gadsimts ir pagalmā, un neviens nedzen savu auto nosaukumu ar priedēkli "turbo", kas bija modē divdesmitajā gadsimtā. Neviens vairs netic "turbīnas burvju spēkam" mašīnas straujajam paātrinājumam. Lietojumprogrammas nozīme un turbokompresoru sistēmas efektivitāte joprojām nav svarīga.

Šeit ir "gliemezis"!

Protams, turbokompresors ir visefektīvākā, ja to izmanto traktoru dzinējos un smagas kravas automašīnas. Tas ļauj pievienot jaudu un griezes momentu bez pārmērīga degvielas patēriņa, kas ir ļoti svarīgi iekārtu darbības ekonomiskajai veiktspējai. Tur tas tiek izmantots. Turbo sistēmas ir atradušas plašu pielietojumu arī dīzeļlokomotīvēs un kuģu dīzeļdzinēji. Un šīs ir visspēcīgākās mākslīgās turbīnas dīzeļdzinējam.

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 izpildīt savu mehānisko mērķi. 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 transports, kā arī var kalpot kā neatņemama hidraulisko sūkņu un gāzes turbīnu dzinēju sastāvdaļa. 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. Šāds trieciens pat ar mazāko pārkāpumu izraisītu neveiksmi smaguma centra noturēšanā un radītu tūlītējas problēmas gultņu darbībā. 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:

1. Darbrats (rotora asmeņi, kas tieši rada rotāciju);
2. 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. Mūsdienu turboreaktīvajos dzinējos 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 jeb aksiālais kompresors un tā darbināšanai nepieciešama gāzes turbīna. Ir viena vārpsta. Galvenā funkcija ir palielināt spiedienu, ko rada darba šķidrums. Tas kļūst iespējams apkures dēļ gāzes turbīnas dzinējs paša kompresora darbība, kas iegūst jaudu, pateicoties turbīnai.

Beidzot

Tagad lasītājam ir vispārīgas idejas par ierīci, darbības principu, darbības mehānismu, turbīnu darbības metodēm. Šeit tika aplūkoti 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 cilvēki dažādās nozarēs, kas ievērojami vienkāršo darba procesu, paaugstina produktivitāti un ļauj veikt mehāniskās darbības agrāk cilvēcei nebija pieejama.

Droši vien katrs autobraucējs kaut reizi dzīvē ir dzirdējis vārdu "turbokompresors". Atpakaļ vecajā Padomju laiki garāžu meistaru vidū klīda daudz neticamu baumu par kolosālo jaudas pieaugumu, ko dod turbokompresors, taču ar šāda tipa dzinējiem vieglajos auto toreiz neviens īsti nesaskārās.

Mūsdienās kompresordzinēji ir stingri iekļuvuši mūsu realitātē, taču patiesībā ne visi var pateikt, kā turbīna darbojas automašīnā un kāds ir patiesais ieguvums vai kaitējums no turbīnas izmantošanas.

Nu, mēģināsim izprast šo jautājumu un noskaidrot, kāds ir turbokompresora princips, kā arī kādas priekšrocības un trūkumi tam ir.

Automobiļu turbīna - kas tas ir

runājot vienkārša valoda, automobiļu turbīna ir mehāniska ierīce, kas piegādā balonus zem spiediena gaisu. Turbokompresora uzdevums ir palielināt spēka agregāta jaudu, saglabājot dzinēja darba tilpumu tajā pašā līmenī.

Tas ir, faktiski, izmantojot turbokompresoru, jūs varat sasniegt piecdesmit procentu (un pat vairāk) jaudas pieaugumu, salīdzinot ar tāda paša izmēra atmosfērisko dzinēju. Jaudas pieaugumu nodrošina tas, ka turbīna pievada cilindriem gaisu zem spiediena, kas veicina labāku degvielas maisījuma sadegšanu un rezultātā jaudas izvadīšanu.

Tīri strukturāli turbīna ir mehānisks lāpstiņritenis, ko darbina dzinēja izplūdes gāzes. Būtībā, izmantojot izplūdes gāzu enerģiju, turbokompresors palīdz uztvert un piegādāt dzinējam "vitālo" skābekli no apkārtējā gaisa.

Mūsdienās turbokompresors ir tehniski visefektīvākā sistēma dzinēja jaudas palielināšanai, kā arī izplūdes gāzu toksicitātes sasniegšanai un toksicitātes sasniegšanai.

Video - kā darbojas automašīnas turbīna:

Turbīnu vienlīdz plaši izmanto gan benzīna spēka agregātos, gan dīzeļdzinējos. Tajā pašā laikā pēdējā gadījumā turbokompresors ir visefektīvākais augsta pakāpe kompresija un zems (attiecībā pret benzīna dzinējiem) kloķvārpstas apgriezienu skaits.

Turklāt benzīna dzinēju turbokompresoru efektivitāti ierobežo detonācijas iespēja, kas var notikt, strauji palielinoties dzinēja apgriezieniem, kā arī izplūdes gāzu temperatūra, kas ir aptuveni tūkstotis grādi pēc Celsija, salīdzinot ar sešiem simtiem dīzelim. dzinējs. Pats par sevi saprotams, ka šāds temperatūras režīms var izraisīt turbīnas elementu iznīcināšanu.

Dizaina iezīmes

Neskatoties uz to, ka dažādu ražotāju sistēmām ar turbokompresoru ir savas atšķirības, visiem dizainparaugiem ir vairākas kopīgas sastāvdaļas un mezgli.

Jo īpaši jebkurai turbīnai ir gaisa ieplūde, gaisa filtrs, kas uzstādīts tieši aiz tā, droseļvārsts, pats turbokompresors, starpdzesētājs un ieplūdes kolektors. Sistēmas elementi ir savstarpēji savienoti ar šļūtenēm un atzarojuma caurulēm, kas izgatavotas no izturīgiem, nodilumizturīgiem materiāliem.

Kā noteikti pamanīs lasītāji, kas pārzina automašīnas dizainu, būtiska atšķirība turbo no tradicionālā sistēma ieplūde ir starpdzesētāja, turbokompresora, kā arī strukturālie elementi pastiprinājuma kontrolei.

Turbokompresors vai, kā to sauc arī, turbokompresors ir galvenais turbokompresora elements. Tieši viņš ir atbildīgs par gaisa spiediena paaugstināšanu motora ieplūdes traktā.

Strukturāli turbokompresors sastāv no riteņu pāra - turbīnas un kompresora, kas novietoti uz rotora vārpstas. Turklāt katram no šiem riteņiem ir pašu gultņi un ievietots atsevišķā izturīgā maciņā.

Kā automašīnā darbojas turbokompresors

Izplūdes gāzu enerģija dzinējā tiek novirzīta uz kompresora turbīnas riteni, kas gāzu ietekmē griežas savā korpusā, kuram ir īpaša forma, lai uzlabotu izplūdes gāzu caurlaidības kinemātiku.

Temperatūra šeit ir ļoti augsta, un tāpēc pats korpuss un turbīnas rotors kopā ar tā lāpstiņriteni ir izgatavoti no karstumizturīgiem sakausējumiem, kas var izturēt ilgstošu augstas temperatūras iedarbību. Nesen šiem nolūkiem tiek izmantoti arī keramikas kompozītmateriāli.

Kompresora ritenis, ko griež turbīnas enerģija, iesūc gaisu, saspiež to un pēc tam iesūknē spēka agregāta cilindros. Šajā gadījumā kompresora riteņa griešanās tiek veikta arī atsevišķā kamerā, kur gaiss ieplūst pēc gaisa ieplūdes un filtra.

Video - kam ir paredzēts turbokompresors un kā tas darbojas:

Gan turbīnas, gan kompresora riteņi, kā minēts iepriekš, ir stingri nostiprināti uz rotora vārpstas. Šajā gadījumā vārpstas griešanās tiek veikta, izmantojot slīdgultņus, kas tiek ieeļļoti ar motoreļļu no galvenās dzinēja eļļošanas sistēmas.

Eļļas padeve gultņiem tiek veikta caur kanāliem, kas atrodas tieši katra gultņa korpusā. Lai noblīvētu vārpstu no eļļas iekļūšanas sistēmā, tiek izmantoti speciāli blīvgredzeni no karstumizturīgas gumijas.

Neapšaubāmi, galvenās projektēšanas grūtības inženieriem turbokompresoru projektēšanā ir to efektīvas dzesēšanas organizēšana. Lai to izdarītu, dažos benzīna dzinējos, kur termiskā slodze ir vislielākā, bieži tiek izmantota kompresora šķidruma dzesēšana. Šajā gadījumā korpuss, kurā atrodas gultņi, ir iekļauts visa spēka agregāta divu ķēžu dzesēšanas sistēmā.

Cits svarīgs elements Turbokompresora sistēma ir starpdzesētājs. Tās mērķis ir atdzesēt ienākošo gaisu. Protams, daudzi šī materiāla lasītāji brīnīsies, kāpēc atdzesēt "piekaramo" gaisu, ja tā temperatūra jau ir zema?

Atbilde slēpjas gāzu fizikā. Atdzesēts gaiss palielina tā blīvumu un rezultātā palielinās tā spiediens. Tajā pašā laikā starpdzesētājs ir strukturāli gaisa vai šķidruma radiators. Caur to ejot, gaiss samazina temperatūru un palielina blīvumu.

Svarīga automašīnas turbokompresora sistēmas sastāvdaļa ir paaugstinājuma spiediena regulators, kas ir apvada vārsts. To izmanto, lai ierobežotu dzinēja izplūdes gāzu enerģiju un daļu no tām novirza prom no turbīnas riteņa, kas ļauj regulēt padeves spiedienu.

Vārsta piedziņa var būt pneimatiska vai elektriska, un tās darbība tiek veikta, pateicoties signāliem, kas saņemti no paaugstinājuma spiediena sensora, kurus apstrādā transportlīdzekļa dzinēja vadības bloks. Tas ir elektroniskais vadības bloks (ECU), kas sūta signālus, lai atvērtu vai aizvērtu vārstu atkarībā no spiediena sensora saņemtajiem datiem.

Papildus vārstam, kas regulē padeves spiedienu, gaisa ceļā tieši aiz kompresora (kur spiediens ir maksimālais) drošības ventilis. Tās izmantošanas mērķis ir aizsargāt sistēmu no gaisa spiediena pārsprieguma, kas var rasties pēkšņas izslēgšanas gadījumā. droseļvārsts dzinējs.

Pārmērīgais spiediens, kas rodas sistēmā, tiek izvadīts atmosfērā, izmantojot tā saukto zilo izslēgšanas vārstu, vai arī tiek novirzīts uz kompresora ieplūdi ar apvada vārstu.

Automobiļu turbīnas darbības princips

Kā minēts iepriekš, automašīnas turbokompresora princips ir balstīts uz enerģijas izmantošanu, ko izdala motora izplūdes gāzes. Gāzes rotē turbīnas riteni, kas, savukārt, caur vārpstu nodod griezes momentu kompresora ritenim.

Video - turbodzinēja darbības princips:

Tas savukārt saspiež gaisu un iesūknē to sistēmā. Atdzesējot starpdzesētājā, saspiestais gaiss iekļūst dzinēja cilindros un bagātina maisījumu ar skābekli, nodrošinot efektīvu motora "atgriešanos".

Faktiski tieši automašīnas turbīnas darbības principā slēpjas tās priekšrocības un trūkumi, kurus inženieriem ir ļoti grūti novērst.

Turbokompresora plusi un mīnusi

Kā lasītājs jau zina, turbīna automašīnā nav stingri savienota ar kloķvārpsta dzinējs. Loģiski, ka šādam risinājumam vajadzētu izlīdzināt turbīnas apgriezienu skaita atkarību no pēdējās ātruma.

Taču patiesībā turbīnas efektivitāte ir tieši atkarīga no dzinēja apgriezienu skaita. Jo atvērtāks nekā vairāk apgriezienu motors, jo lielāka ir izplūdes gāzu enerģija, kas rotē turbīnu, un rezultātā lielāks gaisa daudzums, ko kompresors iesūknē spēka agregāta cilindros.

Faktiski "netiešā" saikne starp turbīnas apgriezieniem un griešanās biežumu, nevis caur kloķvārpstu, bet caur izplūdes gāzēm, noved pie "hroniskiem" turbokompresora trūkumiem.

Starp tiem ir dzinēja jaudas pieauguma aizkavēšanās, strauji nospiežot gāzes pedāli, jo turbīnai ir jāgriežas uz augšu, un kompresoram ir jāsniedz cilindriem pietiekama saspiestā gaisa daļa. Šo parādību sauc par "turbo lag", tas ir, brīdi, kad motora atdeve ir minimāla.

Pamatojoties uz šo trūkumu, uzreiz iznāk otrais - straujš spiediena lēciens pēc tam, kad dzinējs ir pārvarējis "turbo lag". Šī parādība ir pazīstama kā "turbo pikaps".

Un galvenais motoru inženieru uzdevums, veidojot kompresordzinējus, ir "izlīdzināt" šīs parādības, lai nodrošinātu vienmērīgu vilci. Galu galā "turbo lag" savā būtībā izraisa turbokompresora sistēmas lielā inerce, jo, lai ienestu stimulu pilnīga gatavība» aizņem noteiktu laiku.

Rezultātā vadītāja nepieciešamība pēc jaudas konkrētā situācijā noved pie tā, ka motors nespēj “atdot” visus tā raksturlielumus uzreiz. IN īsta dzīve tās ir, piemēram, grūti apdzīšanas laikā zaudētas sekundes...

Protams, šodien ir vairāki inženiertehniskie triki, kas ļauj samazināt un pat pilnībā novērst nepatīkamo efektu. Starp viņiem:

• maināmas ģeometrijas turbīnas izmantošana;
• virknē vai paralēli izvietotu turbokompresoru pāra izmantošana (tā sauktās twin-turdo vai bi-turdo shēmas);
• pieteikumu kombinētā shēma palielināt.

Turbīna, kurai ir mainīga ģeometrija, optimizē spēka agregāta izplūdes gāzu plūsmu, reāllaikā mainot ieplūdes kanāla laukumu, pa kuru tās ieplūst. Līdzīgs turbīnu izkārtojums ir ļoti izplatīts dīzeļdzinējos ar turbokompresoru. Jo īpaši pēc šī principa darbojas Volkswagen TDI sērijas turbodīzeļi.

Shēma ar paralēlu turbokompresoru pāri parasti tiek izmantota jaudīgos spēka agregātos, kas būvēti pēc V formas shēmas, kad katra cilindru rinda ir aprīkota ar savu turbīnu. "Turbo lag" efekta minimizēšana tiek panākta, pateicoties tam, ka divām mazām turbīnām ir daudz mazāka inerce nekā vienai lielai.

Sistēma ar secīgu turbīnu pāri tiek izmantota nedaudz retāk nekā divas uzskaitītās, taču tā nodrošina arī vislielāko efektivitāti, jo dzinējs ir aprīkots ar divām turbīnām ar atšķirīgu veiktspēju.

Tas ir, nospiežot “gāzes” pedāli, iedarbojas maza turbīna, un, palielinoties ātrumam un ātrumam, tiek pieslēgta otrā, un tās darbojas kopumā. Tajā pašā laikā "turbo lag" efekts praktiski pazūd, un jauda sistemātiski palielinās atbilstoši paātrinājumam un ātruma pieaugumam.

Tajā pašā laikā daudzi autoražotāji izmanto pat nevis divus, bet trīs turbokompresorus, piemēram, BMW savā trīskāršā turbo shēmā. Bet inženieri, kas projektēja Bugatti superauto, kopumā viņi jaudas bloku aprīkoja ar četriem secīgiem kompresoriem, kas ļāva sasniegt unikālus jaudas raksturlielumus ar pilnīgi “civilisku” motora uzvedību parastos braukšanas režīmos.

Sveiki, dārgie lasītāji un emuāra apmeklētāji Autoguid.ruŠodien rakstā mēs ar jums nodarbosimies un uzzināsim, kā darbojas turbīna benzīna dzinējs. Tēma, protams, ir interesanta, un, pirmkārt, benzīna turbokompresoru automašīnu īpašniekiem. Bieži vien ir maz informācijas par benzīna dzinēja turbīnas darbības principu un konstrukciju vai arī tas ir pārāk sarežģīts parasta cilvēka uztverei.

Turbīnas izmantošana ļauj jebkuram dzinējam ar nelielu darba tilpumu palielināt jaudu, nepalielinot degvielas patēriņu un nesamazinot kalpošanas laiku. Pēc turbīnas pievienošanas motors, šķiet, saņem neredzamu sitienu un darbojas daudz ātrāk. Ir benzīna dzinēju, kas aprīkoti ar turbīnām, izmantošanas iezīmes.

Tie ir jāņem vērā, lai pagarinātu ierīces kalpošanas laiku un maksimāli efektīvi izmantotu iekārtas dzinēju. Pirms runāt par benzīna dzinēja turbīnas darbības principu, jums jāzina tās parādīšanās vēsture un plašā automašīnu ražotāju izmantošana.

Turbokompresora benzīna dzinēja parādīšanās vēsture

Pirmie iekšdedzes dzinēji, tāpat kā visi pārējie tehniskie pionieri bija ļoti "neapstrādāts" izskats un prasīja pilnveidošanu. Gāja laiks, un tirgū parādījās uzticami un izturīgi benzīna dzinēju modeļi, kas iepriecināja autovadītājus ar nepretenciozo apkopi un izturību. Patērētāju vidū pieauga prasības motoriem un kļuva stingrāki regulējošo iestāžu kritēriji.

Sākotnēji benzīna dzinēju izstrāde galvenokārt tika veikta pa plašu ceļu. Lai palielinātu dzinēja jaudu, tā tilpums vienkārši palielinājās. Viss bija kārtībā, ja nebūtu samērīgs degvielas patēriņa pieaugums un kaitīgo izmešu daudzums vidē. Tā turpināties vairs nevarēja, un iekšdedzes dzinēju inženieriem un radītājiem tika izvirzīts ļoti grūts uzdevums.

Panākt pieaugumu iekšdedzes dzinēja jauda(iekšdedzes dzinējs), nepalielinot dzinēja tilpumu un degvielas patēriņu. Tika piedāvāts liels skaits risinājumu, taču tika izvēlēts vienīgais pareizais virziens motoru attīstībai. Tika nolemts strādāt pie degvielas-gaisa maisījuma veidošanās un sadegšanas efektivitātes palielināšanas automašīnas dzinējā.

Vienīgais pareizais ceļš lai palielinātu degvielas un gaisa maisījuma sadegšanas efektivitāti - tas ir palielināt gaisa plūsmu motora cilindros. Šajā gadījumā radītā spiediena dēļ bija jāpiespiež papildu gaisa daudzums.

Papildu gaisa daudzums ievērojami palielināja degvielas sadegšanu dzinēja cilindros un tādējādi atbrīvoja papildu jaudu pie nemainīga tilpuma. Ideja ir vienkārša, taču tā ir jāīsteno ierīces veidā gaisa sūknēšanai dzinēja cilindros.

Lai atrisinātu šo problēmu, automobiļu inženieri nolēma paļauties uz aviācijas nozares attīstību. Viņa ļoti ilgu laiku izmanto turbīnas. gadā parādījās pirmie benzīna dzinēji ar turbokompresoru kravas automašīnas pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados. Kravas automašīnām ar turbīnām ir pievienota jauda un optimizēts degvielas patēriņš.

Veiksmīga pieredze, izmantojot turbīnu kā ierīci gaisa masas iesūknēšanai kravas automašīnas automobiļu rūpniecības dizaineru un inženieru varoņdarbs, lai paātrinātu kustību šajā virzienā. Pirmās automašīnas ar benzīna dzinējiem, kas aprīkoti ar turbīnām, sāka pārdot Amerikas Savienotajās Valstīs pagājušā gadsimta 60. gados.

Autobraucēji no ASV pirmajiem šāda veida automašīnu modeļiem tikās ar piesardzību un aizdomām. Tikai 10 gadus vēlāk, pagājušā gadsimta 70. gados, tos novērtēja un sāka aktīvi izmantot, lai radītu automašīnas ar sporta aizspriedumiem. Ieslēgts ražošanas modeļi Turbīnu automašīnas tika uzstādītas ļoti mazos daudzumos.

Tas bija saistīts ar faktu, ka pirmie dzinēju modeļi ar turbīnām izrādījās ļoti “rijīgi” un tiem bija daudz citu nelielu trūkumu, kas sabojāja pirmo iespaidu. Ievērojams degvielas patēriņš neļāva izveidot plašu automašīnu ar turbodzinēju ražošanu. Turbīnu ieviešanu dzinējos būtiski bremzēja naftas krīze, kas beidzās ar degvielas cenu pieaugumu. Cilvēki sāka vairāk ietaupīt.

Tikai 90. gadu beigās pēc būtiskiem uzlabojumiem turbīnas un benzīna dzinēja konstrukcijā kopumā izdevās mainīt situāciju. Tas bija sākumpunkts turbokompresoru benzīna dzinēju attīstības un veidošanās laikmeta sākumam.

Benzīna dzinēja turbīna, pateicoties kompresora izmantošanai, piespiedu kārtā sūknē gaisa masu cilindros. Degvielas-gaisa maisījuma bagātināšana ar skābekli ir ievērojami palielināta un uzlabota benzīna sadegšana. Koeficients noderīga darbība ievērojami palielinās. Motora efektivitāte palielinās pie nemainīga tilpuma.

Dzinēja jauda, ​​izmantojot turbīnu, palielinās tieši proporcionāli sadedzinātā benzīna daudzumam laika vienībā. Lai nodrošinātu maksimāli ātru degvielas sadegšanu dzinēja cilindros, nepieciešams ievērojams gaisa daudzums. Tieši to pietiekamā daudzumā virza turbīna kompresora darbības dēļ. Tas tiek iespiests cilindros, bagātinot degvielas un gaisa maisījumu.

Ja jūs sagriežat benzīna dzinēja turbīnu gar korpusu, jūs varat redzēt šādus darba elementus:

Gultņu korpuss.

Tas kalpo, lai ievietotu rotoru, ko attēlo vārpstas gultņa turbīna un kompresora gredzeni, kas aprīkoti ar lāpstiņām. Tieši viņi rotācijas laikā uztver gaisu un virza to dzinēja cilindros.

eļļas kanāli.

Iekļūst turbīnas korpusā kā asinsvadi cilvēka ķermenī. Pasniedz savlaicīgai motoreļļas piegādei berzes un rotējošiem elementiem. Tādējādi tiek samazināts benzīna turbīnas darba elementu nodilums.

Slīdgultnis.

Tās galvenais uzdevums ir nodrošināt brīvu un vienmērīgu turbīnas rotora rotāciju ar lāpstiņām, lai uztvertu pietiekamu gaisa daudzumu. Tā eļļošanu un dzesēšanu nodrošina turbīnā cirkulējošā motoreļļa.

Rāmis.

Gliemeža formas turbīnas korpuss nodrošina aizsardzību pret ārēju mehāniskās ietekmes gaisa iesmidzināšanas ierīces darba elementi.

Benzīna dzinēja turbīnu darbina izplūdes gāzu padeve, kuras enerģija liek rotoram griezt asmeņus. Dizainā un darbībā nav nekā sarežģīta, viss ir skaidrs un diezgan vienkāršs.

Iedarbinot benzīna dzinēju, izplūdes gāzes no dzinēja cilindriem tiek nosūtītas tieši uz turbīnu. Viņi iedarbina rotoru, piešķirot tam savu enerģiju. Tad caur ieplūdes cauruli tie nonāk trokšņa slāpētājā un tiek izvadīti vidē.

Rotora vārpsta griež kompresora riteni un lāpstiņas riteni. Viņi ņem gaisu no vidi kas nāk caur dzinēja gaisa filtru. Tas tiek iespiests dzinēja cilindros. Turbīnas kompresors var palielināt gaisa spiedienu līdz pat 80%.

Benzīna dzinēja turbīnas darbība ļauj ar skābekli bagātinātam degvielas un gaisa maisījumam piepildīt cilindrus lielos daudzumos. Motora tilpums paliek nemainīgs, bet tā jauda ievērojami palielinās. Vidēji turbīnas izmantošana ļauj palielināt jaudu elektrostacija automašīnām par 20-30%.

Kas jums jāzina, lai benzīna turbīna darbotos pareizi?

Nodrošināt izturīgs darbs benzīna dzinēja turbīnām nav jātaupa uz motoreļļas daudzumu un kvalitāti. Tie, kam patīk izlaist eļļas maiņas intervālus dzinējā, agri vai vēlu saskarsies ar problēmām un nelīdzenumiem turbīnas darbībā. Tas ir ļoti jutīgs pret izmantotās eļļas kvalitāti. Lētā eļļa nespēs nodrošināt nepieciešamo darba elementu berzes līmeni un, intensīvi izmantojot automašīnu, tie ātri kļūs nelietojami un būs jāmaina.

Pērkot auto, kas aprīkots ar turbīnu, obligāti jāmaina motoreļļa un jāiztīra visa sistēma. Jaukt, pievienojot citu eļļu, nav iespējams, jo tā zaudē savas īpašības un tās efektivitāte mēdz būt līdz nullei. Pilnīga nomaiņa eļļa novērsīs kaitīgu ietekmi un uzlabos benzīna dzinēja turbīnas aizsardzību.

Ir dažas motora darbības iezīmes, kas aprīkotas ar turbīnu. Pēc ilga brauciena ar automašīnu apstāšanās laikā dzinējs nav nekavējoties jāizslēdz. Jums jādod viņam laiks strādāt tukšgaita un nedaudz atdzesē. Strauja motora izslēgšana rada temperatūras pazemināšanos negatīvā veidā, ietekmējot motora turbīnas darba elementu izturību un uzticamību.

Turbodzinēja priekšrocības un trūkumi

Jebkura benzīna dzinēja, kas aprīkots ar turbīnu, galvenā priekšrocība ir tā jaudas palielinājums par 20-30%. Ar tādu pašu tilpumu kā tradicionālajam atmosfēras iekšdedzes dzinējam tā jauda ir par trešdaļu lielāka. Degvielas efektivitāte ir ievērojami uzlabota.

Maksimālais degvielas un gaisa maisījuma sadegšanas līmenis var ievērojami samazināt piesārņojošo vielu emisiju vidē. Maksimāla turbodzinēju izmantošana visur īsts sapnis vides speciālists. Par šo priekšrocību dzinējs ar turbokompresoru beidzas.

Turbodzinēji ir ļoti prasīgi pret izmantotās degvielas un motoreļļas kvalitāti. Tas viss kopā noved pie auto lietošanas izmaksu pieauguma ilgtermiņā. Turbodzinēja apkope prasīs lielu naudas summu no vadītāja.

Turbīnu remontam ir nepieciešama izmantošana īpašs aprīkojums un materiāli. Ir ļoti grūti to izdarīt saviem spēkiem. Bieži vien remontētās turbīnas vecums ir īss un galu galā būs jānomaina. Tas var būtiski skart automašīnas īpašnieka maku.

Secinājums

Turbodzinēju parādīšanās ir vēl viens solis jaudas attīstībā automobiļu instalācijas. Mūsdienu prasības dzinēja vides komponentei tiek būtiski stingrākas un konkurence starp autoražotājiem saasinās.

Kas ir turbokompresors, darbības princips, no kā sastāv turbīna un kam tā paredzēta. Kā turbo palīdz jūsu automašīnai? Visa informācija mūsu rakstā.

Kas ir turbokompresors, no kā tas sastāv un kā tas darbojas. Detalizēts raksts par turbīnas ierīci un darbības principu. Kādi ir turbīnu darbības traucējumi un problēmas, kāpēc to nav iespējams salabot ar savām rokām un vēl daudz vairāk.

Turbokompresora ierīce automašīnā - kas tas ir

Tādu mērķis automobiļu ierīce kā turbokompresors rada tādu spiedienu gaisa straumes ieplūdes kolektora dobumā, kas pēc tam ļauj izplūdes gāzēm piesātināt degvielas-gaisa maisījumu ar degšanai nepieciešamo elementu - skābekli.

Tas ļaus attīstīt spēkstaciju, kas atrodas dzinēja nodalījums, nepieciešamo jaudu. Šīs jaudas lielums ir atkarīgs no droseļvārsta stāvokļa izmaiņām, kas atrodas degvielas sistēma. To savukārt ietekmē gāzes pedālis, kas plašāk pazīstams kā gāzes pedālis.Augstas jaudas skaitļu iegūšana, iespējams, citos veidos.

Dzinēja cilindru skaita palielināšanās, kā rezultātā palielinās dzinēja tilpums. Turklāt ir iespējams palielināt pašu cilindru tilpumu, kas arī novedīs pie degvielas sadegšanas kameru tilpuma parametru palielināšanās.

Tomēr šīs iespējas nav īpaši pieņemamas, jo ievērojami palielināsies degvielas patēriņš, kā arī atmosfērā emitēto izplūdes gāzu daudzums. Tāpēc turbīnas uzstādīšana ir ieslēgta Šis brīdis, lielākā daļa labākais variants, ļaujot iegūt labus iekšdedzes dzinēja jaudas rādītājus, vienlaikus saglabājot tādu pašu līmeni vai pat pārspīlējot vides un ekonomiskos rezultātus.

Gultņu bloks - ir korpuss, atliets no tērauda, ​​kas nodrošina vietu peldošajiem gultņiem uz vārpstu virsmas. Šīs sistēmas griešanās ātrums var sasniegt 170 000 apgr./min. Iekārtai ir sarežģīts dzesēšanas sistēmas ģeometriskais izvietojums. Prasības šai iekārtai: izturība pret nodilumu, deformāciju un koroziju.

Turbīnas ritenis - tas atrodas turbīnas bloka korpusa dobumā un tam ir tapas savienojums ar kompresora lāpstiņriteni. Vides temperatūra, kurā šis izstrādājums tiek darbināts, sasniedz 760 grādus pēc Celsija. Tāpēc to materiālu sakausējumiem, no kuriem tas ir izgatavots, ir augsta izturība un izturība. Arī izstrādājumi iztur virsmas pārklājuma stadiju ar niķeļa sakausējumu.

Apvada vārsts - to vada pneimatiskais izpildmehānisms. Tās mērķis ir nodrošināt drošu turbīnas darbību un novērst elementu pārkaršanu. Kad spiediens paaugstinās līdz nepieņemamai vērtībai, vārsts nodrošina, ka pa ceļu, kas iet ārpus turbīnas, tiek noņemts noteikts gaisa masas daudzums. Šis elements nodrošina iekšdedzes dzinēja aizsardzību pret pārspiedienu sadegšanas kamerās. Tas palīdz novērst motora pārslodzi.

Turbokompresora ierīces korpuss - materiāls šīs vienības ražošanai ir sfērisks čuguna sakausējums. Termiskā iedarbība neapdraud izstrādājumus, kas izgatavoti no šī materiāla. Korpuss tiek apstrādāts pilnībā saskaņā ar lāpstiņu formu, kas atrodas uz lāpstiņriteņa. Ieplūdes atloku izmanto kā instalācijas pamatni turbīnas montāžai. Galvenās īpašības, kurām vajadzētu būt turbīnas blokam:

1. Trieciena stiprums.
2. Antioksidantu izturība.
3. Spēks.
4. Karstumizturība.
5. Vienkāršas apstrādes iespēja.

Īpašas modifikācijas slīdgultņi - Augstas temperatūras uz kuriem tiem jāstrādā, neietekmē gultņu nodilumu un izturību. Arī ražošanas posmā, liela uzmanība pievērsa uzmanību eļļas kanālu un stiprinājuma gredzenu izgatavošanas precizitātei. Absorbcija vilces spiediens veikta, izmantojot hidrodinamisko gultni. Slīdgultņu ražošanas beigās tiek veikts kalibrēšanas un centrēšanas posms.

Korpusa kompresors - tas sastāv no viena neatņemama elementa. Atkarībā no veida tas tiek ražots, izmantojot alumīnija sakausējumus. Liešanu var veikt ar vakuuma vai smilšu liešanu. Pēdējais posms ir apstrāde, ar kuras palīdzību tiek sasniegti nepieciešamie izmēri, kas nepieciešami, lai nodrošinātu pareizu detaļas funkcionēšanu.

Kompresora ritenis - kā arī tā korpuss ir kausēts no alumīnija. Taču lāpstiņriteņi, kas uz tā tiek novietoti, lielās slodzes un temperatūras dēļ ekspluatācijas laikā ir izgatavoti no titāna sakausējuma. Lai nodrošinātu optimālu kompresora agregāta darbību, ir nepieciešams, lai lāpstiņriteņa lāpstiņas būtu izgatavotas ar augstu precizitāti un izietu pastiprinātu apstrādi. Pēdējā posmā notiek urbšana un pulēšana, kas ļauj palielināt noguruma pretestības koeficientu. Darbrats atrodas vārpstas centrā. Galvenās prasības visiem kompresora riteņa elementiem ir: spēja izturēt stiepšanos un koroziju.

Turbīnas kompresors ir cieši piestiprināts pie elektrostacijas izplūdes kolektora ar pieskrūvēts savienojums. Izplūdes gāzes no izplūdes sistēma ar speciāli tam paredzētu kanālu palīdzību iekļūt turbīnas korpusā un pagriezt uz augšu turbīnu, kas darbojas pēc gāzturbīnas dzinēja principa. Vārpsta savieno turbīnu ar kompresora bloku, kas atrodas krustojumā gaisa filtrs un ieplūdes kolektors.

Izplūdes gāzes iekļūst turbīnas lāpstiņu virsmās, tādējādi liekot tām griezties. Jo lielāks ir izplūdes gāzu plūsmas apjoms, jo lielāks ir turbīnas rotācijas ātrums. Kompresora bloks pēc tipa ir līdzīgs centrbēdzes sūknim.

Tās darbība tiek veikta šādi: izplūdes gāzes nonāk lāpstiņriteņa lāpstiņu virsmās, pēc tam tās paātrina kompresora riteņa centra virzienā un pēc tam pa gaisa vadiem iziet ieplūdes kolektora dobumā.

Kas savukārt nodrošina to iekļūšanu dzinēja cilindros. Kompresors saspiež gaisu un organizē tā turpmāko iekļūšanu cilindru darba kamerās.

Kādi ir darbības traucējumi un problēmas turbīnu darbībā

Eļļas noplūde no turbokompresora dobuma noved pie tā sadegšanas dzinēja cilindros. Šis defekts izpaužas kā zilganas nokrāsas izplūdes gāzu emisija atmosfērā paātrinājuma laikā mehāniskais transportlīdzeklis. Tas netiek novērots pie nemainīga kloķvārpstas ātruma.

Elektrostacijas cilindru darba kamerās izdeg bagātināts degvielas un gaisa maisījums. Šī parādība tiek novērota, ja gaisa masas daļa noplūst kādā no šiem: gaisa cauruļvads vai starpdzesētājs. Tāpat ar skābekļa trūkumu maisījumā ar degvielu var nepietikt, jo turbīnas vadības sistēma ir bojāta vai nav kārtībā. Par to liecina melnu izplūdes gāzu un izplūdes cauruļu emisija.

Pazīmes, ka turbīnas korpuss ir saplaisājis vai deformējies, jo lāpstiņas pieskaras turbīnas korpusa virsmām, ir raksturīga grabulīša parādīšanās turbokompresora darbības laikā.

Turbīnas ass korpuss var koksēt, un tādējādi var tikt traucēta eļļošanas sistēmu darbība. Par to liecina eļļas traipi uz turbīnas korpusa virsmas, tajā pusē, kur atrodas kompresors.

Video: kādi ir turbīnas darbības traucējumi

• "Zema patēriņa freona turbokompresori". Autors A.B. Barenboims
• "Turbokompresori". Autors D.N. Misareks
• Dīzeļa turbokompresori. Autors Mezheritsky A.D.

TGM6 turbīnas darbības princips

TGM6 ir aprīkots ar TK-30 turbokompresoru. Tās darbības princips ir iziet cauri izplūdes gāzu kolektoru kanāliem, pēc tam tos ievadot turbokompresorā. Tā iekšpusē kustība tiek veikta pa sprauslas aparātu, kas atrodas diska asmeņu priekšā.

Šīs izplūdes gāzu kustības dēļ rotors palielina vārpstas ātrumu proporcionāli gaisa plūsmas tilpumam. Šis tilpums ir atkarīgs no kompresora riteņa sūkšanas jaudas, kas savukārt darbojas uz vadības ierīču signāla. Pēc tam ievadītās gāzes nonāk gaisa dzesēšanas blokā un pēc tam ieplūdes kolektorā, kas tās sadala motora cilindru dobumā.

Turbokompresors automašīnai VAZ

VAZ automašīnai uzstādīts turbokompresors norāda, ka automašīna tika pakļauta regulēšanai un papildu modernizācijai. Tie ir uzstādīti uz tiem dažādi varianti turbokompresora bloki, tomēr visizplatītākais turbokompresors ir ar marķējumu TD04HL.

Tas ir uzstādīts dzinējiem, kuru tilpums ir no 1,5 litriem līdz 2,0. litri. Kad tiek sasniegts 1 bāra pārspiediens, iespējams 300 Nm griezes moments. Arī jaudas parametri palielinās līdz 250 ZS.

Turbokompresoram ir šādi tehniskie parametri. Darba ātrums ir diapazonā no 30 līdz 120 tūkstošiem apgr./min. Kompresijas pakāpe uz maksimālais ātrums sasniedz atzīmi 2.9. Patērētais gaiss - 0,26 kg / s.

Maksimālā gāzes temperatūra pirms ieiešanas turbīnas dobumā ir 700 grādi. Eļļai pie izejas var būt spiediens no 0,3 līdz 7 MPa. Turbīnas masa nepārsniedz 9,8 kg. Lai uzstādītu turbīnas uzstādīšanu Kamaz transportlīdzeklim, jums ir jābūt tālāk norādītajam remonta komplekts: 4 kniedes, metāla blīves, kolektora blīve un blīve caurulei, pa kuru tiek piegādāta eļļa.

Kur nopirkt turbokompresoru un kāda ir cena Maskavā

Turbokompresoru pārdošana Maskavā tiek veikta daudzos veikalos un tirgos. Atkarībā no pircēja prasībām attiecībā uz turbīnu iekārtu, to cenas var ievērojami atšķirties. Slavenākais veikals, kas pārdod kompresorus, ir Turboost.

Tas nodarbojas ar augstas kvalitātes agregātu piegādi, kuriem tiek nodrošināta garantija uz 1 gadu. Cenas svārstās no 20 000 līdz 70 000 rubļu. Tirgos un nespecializētajās tirdzniecības vietās nopērkamo turbīnu kvalitāte ir apšaubāma. Taču cenas tur vidēji ir par 5-15 tūkstošiem mazākas līdzīgi produkti nekā oriģinālajos veikalos.

Kāpēc jūs to nevarat izdarīt pats

Turbīnai nepieciešama savlaicīga Apkope augstas kvalitātes degvielas un smērvielu un filtru izmantošana. Produkta ražotnē iziet vairākus kvalitātes kontroles posmus un atbilstību noteikto parametru izmēriem.

Ierīces ar turbokompresoru darbība tieši ietekmē transportlīdzekļa dinamiskās īpašības. Ja jūs salabojat turbīnu ar savām rokām, varat deformēt tās elementus vai aizsprostot tos ar svešķermeņiem.

Tas var izraisīt nepareizu turboelementa darbību un sekojošu kļūmi. Plkst straujš paātrinājums transportlīdzeklis, apdzenot vai manevrējot, turbīnas atteice var apdraudēt satiksmes dalībniekus.

Kondensācijas iekārtas mērķis ir radīt un pēc tam uzturēt zemāko izplūdes tvaika spiedienu turbīnas izejā, kā arī kondensēt un atgriezt to tvaika agregātu padeves sistēmu dobumos. Darbības princips ir tāds, ka kinētisko enerģiju iegūst, pārvēršot saspiestā un uzkarsētā ūdens tvaiku potenciālo enerģiju tvaika rata lāpstiņās.

Pēc tam iegūtā kinētiskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā. Tā rezultātā palielinās tvaika agregāta turbīnas vārpstas griešanās ātrums.

Izplūdes gāzu kustības fiziku var mainīt, izmantojot mainīgu sprauslu. Tās darbība atgādina knaibles darbības principu. Braucot ar transportlīdzekli dažādos laikos, nepieciešams iegūt dažādus jaudas parametrus. Lai to izdarītu, viņi izveidoja sistēmu, kas maina gaisa plūsmu kustības ģeometriju turbīnā.

Šī sistēma ir aprīkota ar vakuuma piedziņu, vadošajām lāpstiņām un vadības mehānismu. Darbības princips ir tāds, ka virzošo lāpstiņu stāvokļa un izplūdes gāzu plūsmas maiņa tiek veikta, mainot sekcijas leņķi, caur kuru izplūst izplūdes gāzes. Tādējādi izejā tiek iegūts spiediens, kas nodrošina produktīvas jaudas parametra ražošanu.