Turbodúchadlo vďačí za svoj vzhľad povestnej nemeckej horlivosti a praktickosti vo všetkom. Aj Rudolfa Diesela a Gottlieba Daimlera koncom 19. storočia prenasledovala takáto otázka. Ako to, že výfukové plyny sú jednoducho vyhodené do komína a energia, ktorú majú, neprináša žiadny úžitok? Porucha... V dvadsiatom prvom storočí motory vybavené turbínou už dávno prestali byť exotické a používajú sa všade, na širokej škále zariadení. Prečo sa turbíny rozšírili predovšetkým v dieselové motory a aký je princíp fungovania týchto užitočných jednotiek, rozoberieme ďalej - v prísne populárno-vedeckej, ale názornej a zrozumiteľnej forme pre každého.

Takže myšlienka „uviesť do činnosti“ energiu odpadu výfukové plyny sa objavil čoskoro po vynáleze a úspešných experimentoch s využitím motorov vnútorné spaľovanie. Nemeckí inžinieri a priekopníci konštrukcie automobilov a traktorov pod vedením Diesela a Daimlera uskutočnili prvé experimenty na zvýšenie výkonu motora a zníženie spotreby paliva pomocou kompresora. stlačený vzduch z výfukov.

Gottdieb Daimler vyrábal takéto autá a už uvažoval o zavedení systému preplňovania turbodúchadlom

Ale prví, ktorí zostrojili prvé účinné turbodúchadlo, neboli oni, ale iný inžinier, Alfred Büchi. V roku 1911 získal patent na svoj vynález. Prvé turbíny boli také, že ich bolo možné a vhodné použiť len na veľké motory(napríklad lode).

Ďalej sa turbodúchadlá začali používať v leteckom priemysle. Od 30. rokov 20. storočia Spojené štáty pravidelne spúšťali vojenské lietadlá (stíhačky aj bombardéry) s benzínovými motormi vybavenými turbodúchadlami. A prvý nákladný automobil v histórii s preplňovaným dieselovým motorom bol vyrobený v roku 1938.

V 60. rokoch General Motors Corporation vyrobila prvé Chevrolet a Oldsmobile s benzínovými motormi. karburátorové motory vybavené turbodúchadlom. Spoľahlivosť týchto turbín bola nízka a rýchlo zmizli z trhu.

1962 Oldsmobile Jetfire – prvé sériové auto s turbom

Móda preplňovaných motorov sa vrátila na prelome 70./80. rokov, kedy sa preplňovanie turbodúchadlom začalo hojne využívať pri tvorbe športových a pretekárske autá. Predpona „turbo“ sa stala mimoriadne populárnou a zmenila sa na druh označenia. V hollywoodskych filmoch tých rokov superhrdinovia stlačili „magické“ turbo tlačidlá na paneloch svojich superáut a auto sa rozbehlo do diaľky. V skutočnosti sa turbodúchadlá tých rokov výrazne „spomalili“, čo spôsobilo výrazné oneskorenie odozvy. A mimochodom, nielenže neprispeli k úspore paliva, ale naopak zvýšili jeho spotrebu.

Robotník sovietskych polí - s turbodúchadlom

Prvé skutočne úspešné pokusy o zavedenie preplňovania turbodúchadlom do výroby automobilových motorov sériová výroba realizované na začiatku 80. rokov spoločnosťami SAAB a Mercedes. Iné svetové strojárske spoločnosti rýchlo využili túto pokročilú skúsenosť.

V Sovietskom zväze bol vývoj a zavádzanie preplňovaných motorov do „série“ spojený predovšetkým s rozvojom výroby ťažkých priemyselných a poľnohospodárskych traktorov – „Kirovets“; Super sklápače BelAZ atď. výkonná technológia.

Prečo sa turbíny nakoniec rozšírili skôr na dieselové ako na benzínové motory? Pretože dieselové motory majú oveľa vyšší stupeň kompresie vzduchu a ich výfukových plynov je viac nízka teplota. V súlade s tým sú požiadavky na tepelnú odolnosť turbíny oveľa nižšie a jej náklady a efektívnosť použitia sú oveľa vyššie.

Systém turbodúchadla pozostáva z dvoch častí: turbíny a turbodúchadla. Turbína slúži na premenu energie výfukových plynov a kompresor priamo na privádzanie opakovane stlačeného atmosférického vzduchu do pracovných dutín valcov. Hlavnými časťami systému sú dve lopatkové kolesá, turbína a kompresor (tzv. obežné kolesá). Turbodúchadlo je high-tech vzduchové čerpadlo poháňané rotáciou rotora turbíny. Jeho jedinou úlohou je pumpovať stlačený vzduch do valcov pod tlakom.

Čím viac vzduchu vstupuje do spaľovacej komory, tým viac motorovej nafty dokáže spáliť dieselový motor za určitú jednotku času. Výsledkom je výrazné zvýšenie výkonu motora, bez nutnosti zväčšovania objemu jeho valcov.

Komponenty turbodúchadla:

• skriňa kompresora;
• koleso kompresora;
• hriadeľ alebo os rotora;
• kryt turbíny;
• turbínové koleso;
• ložiskové puzdro.

Základom systému preplňovania turbodúchadlom je rotor namontovaný na špeciálnej osi a uzavretý v špeciálnom žiaruvzdornom kryte. Nepretržitý kontakt všetkých komponentov turbíny s extrémne horúcimi plynmi predurčuje potrebu vytvorenia rotora aj skrine turbíny zo špeciálnych žiaruvzdorných kovových zliatin.

Obežné koleso a os turbíny sa otáčajú s veľmi vysoká frekvencia a v opačných smeroch. To zaisťuje, že jeden prvok je tesne pritlačený k druhému. Prúd výfukových plynov najskôr preniká do výfukového potrubia, odkiaľ vstupuje do špeciálneho kanála umiestneného v skrini turbodúchadla. Tvarom jeho tela pripomína ulitu slimáka. Po prechode týmto „slimákom“ sa výfukové plyny urýchľujú a privádzajú do rotora. To zaisťuje rotáciu turbíny dopredu.

Os turbodúchadla je uložená na špeciálnych klzných ložiskách; mazanie sa vykonáva prívodom oleja z mazacieho systému motorový priestor. O-krúžky a tesnenia zabraňujú úniku oleja, ako aj prefukovaniu a miešaniu vzduchu a výfukových plynov. Samozrejme úplne eliminujte vstup výfukových plynov do komprimovaného atmosférický vzduch Nefunguje to, ale naozaj to nie je potrebné...

Výkon každého motora a jeho výkon závisí od mnohých dôvodov. Konkrétne: na pracovnom objeme valcov, na dodávanom množstve vzduch- palivovej zmesi, na účinnosti jeho spaľovania, ako aj na energetickej časti paliva. Výkon motora sa zvyšuje úmerne s nárastom množstva paliva v ňom spáleného za určitú jednotku času. Ale na urýchlenie spaľovania paliva je potrebné zvýšiť prívod stlačeného vzduchu v pracovných dutinách motora.

To znamená, že čím viac paliva sa spáli za jednotku času, tým viac vzduchu bude potrebné „strčiť“ do motora (nie veľmi pekné slovo „shove“ tu však veľmi dobre sedí, pretože samotný motor si s tým nevie poradiť. príjem nadmerné množstvo stlačený vzduch a filtre nulový odpor s tým mu nepomôžu).

Toto, opakujeme, je hlavným účelom preplňovania turbodúchadlom - zvýšiť prívod zmesi vzduchu a paliva do spaľovacích komôr. To je zabezpečené vstrekovaním stlačeného vzduchu do valcov, ku ktorému dochádza pri konštantnom tlaku. Vyskytuje sa v dôsledku premeny energie výfukových plynov, inými slovami, z odpadu a strateného - na užitočnú. Aby sa to dosiahlo, predtým, ako musia byť výfukové plyny vypustené do výfukového potrubia a potom do atmosféry, ich prúd je nasmerovaný cez systém turbodúchadla.

Tento proces zabezpečuje, že turbínové koleso („obežné koleso“) vybavené špeciálnymi lopatkami sa otáča až 100-150 tisíc otáčok za minútu. Na tom istom hriadeli s obežným kolesom sú pripevnené aj lopatky kompresora, ktoré pumpujú stlačený vzduch do valcov motora. Sila získaná premenou energie výfukových plynov sa využíva na výrazné zvýšenie tlaku vzduchu. Vďaka tomu je možné vstrekovať oveľa viac do pracovných dutín valcov. viac palivo na pevne stanovenú dobu. To výrazne zvyšuje výkon a účinnosť dieselového motora.

Prierez dieselovej turbíny

Jednoducho povedané, turbo systém obsahuje dve lopatkové „obežné kolesá“ namontované na jednom generálny hriadeľ. Ale sú umiestnené v samostatných komorách, hermeticky oddelených od seba. Jedno z obežných kolies je nútené rotovať z výfukových plynov motora, ktoré neustále prúdia na jeho lopatky. Keďže druhé obežné koleso je s ním pevne spojené, začína sa tiež otáčať, zachytávať atmosférický vzduch a privádza ho v stlačenej forme do valcov motora.

Konštruktérom trvalo desaťročia, kým vytvorili skutočne účinné turbodúchadlo. Koniec koncov, je to len teoreticky, že všetko vyzerá hladko: premenou energie výfukových plynov môžete „obnoviť“ stratené percento účinnosti a výrazne zvýšiť výkon motora (napríklad zo sto na sto šesťdesiat koní). Ale z nejakého dôvodu to v praxi nefungovalo.

Navyše, keď ste prudko stlačili plynový pedál, museli ste počkať na zvýšenie otáčok motora. Stalo sa tak až po určitej odmlke. K zvýšeniu tlaku výfukových plynov, roztočeniu turbíny a vstrekovaniu stlačeného vzduchu nedošlo okamžite, ale postupne. Tento jav, nazývaný „turbolag“ („turbo lag“), nebolo možné skrotiť. A bolo možné sa s tým vyrovnať pomocou dvoch dodatočných ventilov: jedného na obtekanie prebytočného vzduchu do kompresora cez potrubie z potrubia motora. A druhý ventil je pre výfukové plyny. A vôbec, moderné turbíny s variabilnou geometriou lopatiek sa už aj svojim tvarom výrazne líšia od klasických turbín z druhej polovice dvadsiateho storočia.

Dieselové turbodúchadlo Bosch

Ďalší problém, ktorý bolo potrebné vyriešiť pri vývoji technológie dieselové turbíny, spočívala v nadmernej detonácii. K tejto detonácii došlo v dôsledku prudkého zvýšenia teploty v pracovných dutinách valcov, keď sa do nich načerpali ďalšie masy stlačeného vzduchu, najmä v záverečnej fáze zdvihu. Medzichladič plniaceho vzduchu (medzichladič) je určený na vyriešenie tohto problému v systéme.

Intercooler nie je nič iné ako chladič na chladenie plniaceho vzduchu. Okrem zníženia detonácie znižuje aj teplotu vzduchu, aby sa neznižovala jeho hustota. A to je nevyhnutné počas procesu ohrevu z kompresie a tým výrazne klesá účinnosť celého systému.

okrem toho moderný systém Preplňovanie motora nie je úplné bez:

• regulačný ventil (odpadový uzáver). Slúži na udržiavanie optimálny tlak v systéme a na jeho vypustenie, ak je to potrebné, do výfukového potrubia;
• obtokový ventil. Jeho účelom je odviesť plniaci vzduch späť do sacích potrubí až k turbíne, ak je potrebné znížiť výkon a škrtiaca klapka sa uzavrie;
• a/alebo „odfukovací ventil“. Ktorý vypúšťa vzduch do atmosféry, ak sa škrtiaca klapka zatvorí a snímač hmotnostný prietok nie je tam žiadny vzduch;
• výfukové potrubie kompatibilné s turbodúchadlom;
• utesnené potrubia: vzduchové potrubia na prívod vzduchu do sania a olejové potrubia na chladenie a mazanie turbodúchadla.

Je dvadsiate prvé storočie a nikto sa už nenaháňa za názvom svojho auta s predponou „turbo“, ktorá bola módna v 20. storočí. Nikto už neverí v „magickú silu turbíny“ na dramatické zrýchlenie auta. O zmysle využitia a účinnosti systému preplňovania turbodúchadlom stále nejde.

Toto je „slimák“!

Samozrejme, preplňovanie turbodúchadlom je najúčinnejšie pri použití na motoroch traktorov a ťažké nákladné autá. Umožňuje pridať výkon a krútiaci moment bez nadmernej spotreby paliva, čo je veľmi dôležité pre ekonomický výkon zariadenia. Tam sa to používa. Turbo systémy našli široké uplatnenie aj na dieselových lokomotívach a lodné dieselové motory. A to sú najvýkonnejšie umelo vyrobené turbíny pre dieselový motor.

V tomto článku sa pozrieme na odpoveď na otázku, čo je turbína. Čitateľ tu nájde informácie o jeho vlastnostiach, typoch a spôsoboch využívania človeka a zváži aj historické informácie súvisiace s vývojom tohto mechanického zariadenia.

Úvod

Čo je to turbína a ako funguje? Ide o systém čepelí (stroj), ktorý premieňa energiu: vnútornú a/alebo kinetickú. Tento zdroj dáva pracovná kvapalina a umožňuje hriadeľu plniť svoj mechanický účel. Lopatky sú ovplyvňované prúdom pracovnej tekutiny, ktorý je upevnený v blízkosti obvodov rotorov. Vedie to aj k ich pohybu.

Svoje uplatnenie nájde ako turbína v elektrárňach (jadrové elektrárne, tepelné elektrárne, vodné elektrárne), fragment pohonov pre rôzne druhy dopravy a môže slúžiť aj ako neoddeliteľná súčasť hydraulických čerpadiel a motorov s plynovou turbínou. Súčasná energetika nemôže fungovať bez týchto zariadení. Typ prenosu tepla rotácie turbíny v tepelných elektrárňach má vysoký výkon a je veľmi energeticky náročný. To umožňuje osobe používať rôzne zdroje v relatívne malých množstvách v porovnaní s množstvom prijatej elektriny.

Historické dáta

Mnoho pokusov o vytvorenie zariadenia podobného moderná turbína, bola dokončená dávno pred svojou plnohodnotnou podobou, ktorú nadobudla koncom devätnásteho storočia. Prvý pokus patrí Heronovi Alexandrijskému (1. storočie nášho letopočtu).

I. V. Linde tvrdil, že práve v 19. storočí sa zrodilo množstvo plánov a projektov, ktoré umožnili človeku prekonať „materiálne ťažkosti“, ktoré bránili implementácii a vytvoreniu takejto technológie. Hlavnými udalosťami tých rokov bol rozvoj termodynamickej vedy, ako aj hutníckeho a strojárskeho priemyslu. Na konci 19. storočia dvaja vedci, samostatne a nezávisle, dokázali vytvoriť parnú turbínu vhodnú pre rôzne priemyselné odvetvia. Boli to Gustav Laval, pôvodom zo Švédska, a Charles Parsons, pôvodom z Veľkej Británie.

Údaje o historických udalostiach

Teraz sa pozrime na niektoré udalosti súvisiace s históriou vynálezu turbíny:

• V 1. stor n. e. Heron Alexandrijský sa pokúsil vytvoriť parnú turbínu, ale niekoľko storočí potom sa to neštudovalo kvôli mylnému názoru, že myšlienka je neudržateľná.
• V roku 1500 možno nájsť zmienku o „dymovom dáždniku“ - zariadení, ktoré zdvihá prúdy horúceho vzduchu z plameňa cez lopatky, ktoré sú navzájom spojené a otáčajú ražeňom.
• Giovanni Branca v roku 1629 vytvoril turbínu, ktorej lopatky sa zdvihli pôsobením silného prúdu pary.
• V roku 1791 John Barber, pôvodom z Anglicka, získal právo vlastniť patent, čo mu umožnilo stať sa prvým majiteľom a tvorcom modernej plynovej turbíny.
• Turbíny poháňané vodou prvýkrát vytvoril v roku 1832 francúzsky vedec Burdin.
• V roku 1894 bol patentovaný nápad lode poháňanej parnou turbínou a jej majiteľom sa stal Sir Charles Parsons.
• 1903: Egidius Elling z Nórska navrhol prvý systém plynovej turbíny svojho druhu, ktorý bol schopný preniesť viac energie, než bolo vynaložené na vnútornú údržbu komponentov samotnej turbíny. Táto technológia bola významným prelomom tých čias. Problémy boli spôsobené nedostatočná úroveň rozvoj termodynamických poznatkov však boli prekonané.
• V roku 1913 dostal Nikola Tesla patent na turbínu fungujúcu na základe efektu hraničnej vrstvy.
• 1920: Praktická teória prúdenia plynu kanálmi umožnila formulovať jasné údaje pre rozvoj teoretického pochopenia procesu prúdenia, v ktorom sa plyn pohybuje pozdĺž aerodynamickej roviny. Túto prácu vykonal Dr. A. A. Griffits.
• Pre lietadlo vytvoril sir F. Whittle turbínu s prúdovým pohonom a samotný motor bol úspešne testovaný v apríli 1937.

Diela Gustava Lavala

Prvým tvorcom parnej turbíny bol Gustav Laval, vynálezca pôvodom zo Švédska. Existuje názor, že ku konštrukcii takéhoto mechanizmu ho viedla túžba poskytnúť vlastnoručne vyrobený separátor mlieka s mechanickým pôsobením, vykonávaným bez priameho ľudského zásahu. Motory tej doby neumožňovali vytvoriť požadovanú rýchlosť otáčania.

Pracovnou tekutinou v Lavalovom stroji bola para. V roku 1889 pridal k turbíne trysky, na ktoré nainštaloval kužeľové expandéry. Jeho práca sa stala inžinierskym prielomom, a to je jasné, pretože analýza veľkosti zaťaženia, Pracovné koleso, ukazuje, že bola super silná. Takýto náraz by aj pri najmenšom narušení viedol k poruche udržania ťažiska a spôsobil by okamžité problémy pri prevádzke ložísk. Vynálezca sa tomuto problému mohol vyhnúť použitím tenkej osi, ktorá sa pri otáčaní ohýba.

Charles Parsons a jeho dielo

Charles Parsons získal patent na vynález prvej viacstupňovej turbíny a urobil to v roku 1884. Činnosť mechanizmu poháňala zariadenie elektrického generátora. O rok neskôr, v roku 1885, upravil vlastnú verziu, ktorá sa začala vo veľkom rozširovať a používať v elektrárňach. Zariadenie malo nivelačný aparát, ktorý bol vytvorený z korún, s turbínovými lopatami, do ktorých smerovali opačná strana. Samotné koruny zostali nehybné. Mechanizmus mal 3 stupne s rôznou úrovňou tlaku a geometrické parametrečepele, ako aj spôsoby ich inštalácie. Turbína využívala aktívny aj jalový výkon.

Dizajn turbíny

Teraz sa pozrieme na otázku, čo je turbína, a ponoríme sa do jej mechanizmu pôsobenia.

Stupeň turbíny sa skladá z dvoch hlavných častí:

1. Obežné koleso (lopatky na rotore, ktoré priamo vytvárajú rotáciu);
2. Mechanizmus dýzy (štartovacie lopatky zodpovedné za otáčanie pracovnej tekutiny, ktorá poskytne prietoku požadovaný uhol nábehu vo vzťahu k obežnému kolesu).

Podľa smeru pohybu prúdenia možno pracovné kvapaliny rozdeliť na axiálne a radiálne turbínové mechanizmy. Prvá má tok rieky. t.j. sa pohybuje v smere pozdĺž osi turbíny. Turbíny, v ktorých prúdenie smeruje kolmo na os hriadeľa, sa nazývajú radiálne.

Počet okruhov umožňuje takéto mechanizmy rozdeliť na jedno-, dvoj- a trojokruhové. Niekedy môžete nájsť turbíny so štyrmi alebo piatimi okruhmi, ale to je mimoriadne zriedkavý jav. Viacokruhová konštrukcia turbíny umožňuje využiť veľké skoky v zmenách tepelnej entalpie. Je to spôsobené umiestnením veľkého počtu stupňov s rôznymi tlakmi a ovplyvňuje to aj výkon turbíny.

Podľa počtu hriadeľov možno rozlíšiť jedno-, dvoj- a niekedy aj trojhriadeľové turbíny. Spájajú ich spoločné parametre tepelných javov alebo mechanizmus prevodovky. Hriadele môžu byť umiestnené koaxiálne alebo paralelne.

Konštrukcia a princíp činnosti turbíny sú nasledovné: v miestach, kde hriadeľ prechádza stenami skrine, sú zahustenia, ktoré zabraňujú úniku pracovnej tekutiny a nasávaniu vzduchu do skrine.

Predný koniec hriadeľa je vybavený limitným regulátorom, ktorý v prípade potreby automaticky zastaví turbínu. Stáva sa to napríklad v dôsledku zvýšenia frekvencie otáčania, ktorá je prípustná pre konkrétne zariadenie.

Premena energie plynu

Čo je to turbína? IN všeobecný pohľad je stroj, ktorého účelom je premieňať energiu na prácu. Je ich viacero druhov a jedným z nich je plynová turbína.

Konštrukcia plynovej turbíny je založená na premene energetického potenciálu plynu v stlačenom alebo ohriatom stave na prácu vykonávanú hriadeľovým mechanizmom. Hlavnými prvkami sú rotor a stator. Svoje uplatnenie nachádza ako súčasť motorov s plynovou turbínou, jednotiek s plynovou turbínou a jednotiek s plynovou turbínou s kombinovaným cyklom.

Mechanizmus plynovej turbíny

Turbína pracuje, keď dýzové zariadenie prepúšťa plyny pod tlakom vo vnútri skrine do tých miest, kde je malá. Súčasne sa molekuly plynu rozširujú a zrýchľujú. Potom padajú na povrch pracovných lopatiek a dávajú im percento svojho náboja kinetickej energie. Krútiaci moment lopatiek je prenášaný.

Mechanická konštrukcia plynovej turbíny môže byť oveľa jednoduchšia ako piestový motor vnútorné spaľovanie. Moderné prúdové motory môžu mať niekoľko hriadeľov a stovky lopatiek na štartéri aj hriadeli. Príkladom sú turbíny lietadiel. Vyznačujú sa tiež prítomnosťou zložitého usporiadania potrubí, výmenníkov tepla a spaľovacích komôr.

Radiálne aj axiálne ložiská slúžia ako kritický prvok v tomto vývoji. Tradične sa používali hydrodynamické alebo olejom chladené guľôčkové ložiská, ale vzduchové ložiská ich čoskoro predbehli. Dodnes sa z nich vyrábajú mikroturbíny.

Tepelné motory

Tepelná turbína premieňa prácu pary na mechanickú prácu. Vo vnútri lopatkového aparátu sa potenciálna energia pary v zahriatom a stlačenom stave premieňa na kinetickú formu. Ten sa zase premení na mechanický a spôsobí rotáciu hriadeľa.

Para vstupuje cez zariadenie parného kotla a smeruje ku každej zakrivenej lopatke upevnenej po obvode rotora. Ďalej naň pôsobí para a spolu lopatky spôsobujú otáčanie rotora. Parná turbína je súčasťou zariadenia na výrobu parnej turbíny. Turbínový agregát vzniká spojením práce parná turbína a elektrický generátor.

Hlavná časť parného stroja

Parné mechanizmy vznikajú, rovnako ako plynové, pomocou rotora a statora. Lopatky schopné pohybu sú upevnené na prvom a tie, ktoré nie sú schopné pohybu, sú upevnené na poslednom.

Pohyb prúdu prebieha v súlade s axiálnym alebo radiálnym tvarom, ktorý závisí od typu smeru prúdenia pary. Axiálny tvar je charakteristický pohybom pary po obvode osi, ktorou turbína disponuje. Radiálna turbína má toky pary, ktoré sa pohybujú kolmo. V tomto prípade sú lopatky umiestnené rovnobežne s osou, pozdĺž ktorej dochádza k rotácii. Môžu mať jeden až päť valcov. Počet hriadeľov sa môže tiež líšiť. Existujú zariadenia s jedným, dvoma alebo tromi hriadeľmi.

Puzdro je stacionárna časť nazývaná stator. Má množstvo vybraní, do ktorých sú inštalované membrány, s konektormi zodpovedajúcimi deliacej rovine skrine turbíny. Po ich obvode je umiestnených niekoľko dýzových kanálov (mriežok), ktoré sú tvorené pomocou zakrivených lopatiek zaliatych do membrány alebo k nej privarených.

Turbodúchadlo

Existuje mechanizmus, ktorý využíva výfukové plyny na zvýšenie tlaku v priestore sacej komory. Táto jednotka sa nazýva turbodúchadlo.

Hlavnými časťami sú predstredový alebo axiálny kompresor a plynová turbína potrebná na jeho pohon. Má jeden hriadeľ. Hlavnou funkciou je zvýšiť tlak vyvíjaný pracovnou tekutinou. To je možné v dôsledku zahrievania motor s plynovou turbínou prácu samotného kompresora, ktorý získava výkon vďaka turbíne.

Konečne

Teraz má čitateľ všeobecné myšlienky o konštrukcii, princípe činnosti, mechanizme účinku, spôsoboch činnosti turbín. Uvažovalo sa tu aj o špecifických typoch turbín, líšiacich sa typom pracovnej tekutiny a o historických informáciách ukazujúcich všeobecný priebeh vývoja týchto mechanizmov. Aby sme to zhrnuli, môžeme povedať, že turbíny sú zariadenia, ktoré premieňajú energiu. Pokusy o ich vytvorenie sa robili dávno pred naším letopočtom. V súčasnosti sú široko používané ľuďmi v rôznych odvetviach, čo výrazne zjednodušuje pracovný proces, zvyšuje produktivitu a umožňuje mechanické úkony, predtým ľudstvu nedostupné.

Pravdepodobne každý motorista aspoň raz v živote počul slovo „turbocharger“. Späť v starých časoch Sovietske časy Medzi garážovými mechanikmi kolovalo veľa neuveriteľných chýrov o kolosálnom náraste výkonu poskytovaného preplňovaním turbodúchadlom, ale s motormi tohto typu sa v tom čase v osobných autách nikto v skutočnosti nestretol.

Dnes preplňované motory pevne vstúpili do našej reality, ale v skutočnosti nie každý vie povedať, ako funguje turbína v aute a aké skutočné výhody alebo škody z používania turbíny vyplývajú.

Pokúsme sa pochopiť tento problém a zistiť, aký je princíp fungovania turbodúchadla, ako aj aké výhody a nevýhody má.

Automobilová turbína - čo to je?

Rozprávanie jednoduchým jazykom, automobilová turbína je mechanické zariadenie, ktoré dodáva tlakový vzduch do valcov. Úlohou turbodúchadla je zvýšiť výkon pohonnej jednotky pri zachovaní zdvihového objemu motora na rovnakej úrovni.

To znamená, že v skutočnosti pomocou preplňovania turbodúchadlom dosiahnete päťdesiatpercentný (alebo aj viac) nárast výkonu v porovnaní s atmosférickým motorom rovnakého objemu. Zvýšenie výkonu je zabezpečené tým, že turbína dodáva do valcov vzduch pod tlakom, čo podporuje lepšie spaľovanie palivovej zmesi a v dôsledku toho aj výkon.

Čisto konštrukčne je turbína mechanické obežné koleso poháňané výfukovými plynmi motora. Preplňovanie turbodúchadlom v podstate pomocou energie výfukových plynov pomáha zachytávať a dodávať „životne dôležitý“ kyslík do motora z okolitého vzduchu.

Preplňovanie turbodúchadlom je dnes technicky najefektívnejší systém na zvýšenie výkonu motora, ako aj na dosiahnutie a toxicitu výfukových plynov.

Video - ako funguje automobilová turbína:

Turbína je rovnako široko používaná v benzínových aj naftových motoroch. Navyše v druhom prípade sa preplňovanie turbodúchadlom ukazuje ako najefektívnejšie vysoký stupeň kompresia a nízka (v porovnaní s benzínovými motormi) rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa.

Okrem toho je účinnosť turbodúchadla na benzínových motoroch obmedzená možnosťou detonácie, ku ktorej môže dôjsť pri prudkom zvýšení otáčok motora, ako aj teplotou výfukových plynov, ktorá je približne tisíc stupňov Celzia oproti šesťsto pre dieselový motor. Je samozrejmé, že takýto teplotný režim môže viesť k zničeniu prvkov turbíny.

Dizajnové prvky

Napriek tomu, že systémy turbodúchadla od rôznych výrobcov majú svoje rozdiely, existuje množstvo komponentov a zostáv spoločných pre všetky konštrukcie.

Každá turbína má najmä nasávanie vzduchu, vzduchový filter inštalovaný priamo za ňou, škrtiacu klapku, samotné turbodúchadlo, medzichladič a sacie potrubie. Prvky systému sú navzájom spojené hadicami a rúrkami vyrobenými z odolných materiálov odolných voči opotrebovaniu.

Čitatelia oboznámení s dizajnom auta si pravdepodobne všimli, veľký rozdiel turbodúchadlom z tradičný systém sanie je prítomnosť medzichladiča, turbodúchadla, ako aj konštrukčné prvky, určený na ovládanie zosilnenia.

Turbodúchadlo alebo, ako sa tiež nazýva, turbodúchadlo, je hlavným prvkom preplňovania turbodúchadlom. Je to on, kto je zodpovedný za zvýšenie tlaku vzduchu v sacom trakte motora.

Konštrukčne sa turbodúchadlo skladá z dvojice kolies – turbíny a kompresora, ktoré sú umiestnené na hriadeli rotora. Okrem toho má každé z týchto kolies vlastné ložiská a je umiestnený v samostatnom odolnom kryte.

Ako funguje turbodúchadlo v aute?

Energia výfukových plynov v motore smeruje do turbínového kolesa kompresora, ktoré sa vplyvom plynov otáča vo svojom telese, ktoré má špeciálny tvar na zlepšenie kinematiky prechodu výfukových plynov.

Teplota je tu veľmi vysoká, a preto sú skriňa a samotný rotor turbíny spolu s jej obežným kolesom vyrobené z tepelne odolných zliatin, ktoré vydržia dlhodobé vystavenie vysokým teplotám. Nedávno sa na tieto účely začali používať aj keramické kompozity.

Koleso kompresora, roztáčané energiou turbíny, nasáva vzduch, stláča ho a následne pumpuje do valcov pohonnej jednotky. V tomto prípade sa otáčanie kolesa kompresora tiež vykonáva v samostatnej komore, kde vzduch vstupuje po prechode cez prívod vzduchu a filter.

Video - na čo je potrebné turbodúchadlo a ako funguje:

Turbínové aj kompresorové kolesá, ako je uvedené vyššie, sú pevne pripevnené k hriadeľu rotora. V tomto prípade sa hriadeľ otáča pomocou klzných ložísk, ktoré sú mazané motorovým olejom z hlavného systému mazania motora.

Olej sa do ložísk privádza cez kanály, ktoré sú umiestnené priamo v kryte každého ložiska. Na utesnenie hriadeľa pred olejom vstupujúcim do systému sa používajú špeciálne tesniace krúžky vyrobené z tepelne odolnej gumy.

Samozrejme, hlavnou konštrukčnou výzvou pre inžinierov pri navrhovaní turbodúchadiel je organizácia ich efektívneho chladenia. Na tento účel sa v niektorých benzínových motoroch, kde je tepelné zaťaženie najvyššie, často používa kvapalinové chladenie kompresora. V tomto prípade je kryt, v ktorom sú ložiská umiestnené, súčasťou dvojokruhového chladiaceho systému celej pohonnej jednotky.

Ešte jeden dôležitý prvok Systém preplňovania turbodúchadlom je medzichladič. Jeho účelom je ochladiť prichádzajúci vzduch. Mnohí z čitateľov tohto materiálu sa určite budú čudovať, prečo ochladzovať „vonkajší“ vzduch, ak je jeho teplota už nízka?

Odpoveď spočíva vo fyzike plynov. Ochladený vzduch zvyšuje svoju hustotu a v dôsledku toho sa zvyšuje jeho tlak. V tomto prípade je medzichladič konštrukčne buď vzduchový, resp kvapalinový radiátor. Vzduch, ktorý ním prechádza, znižuje svoju teplotu a zvyšuje svoju hustotu.

Dôležitou súčasťou systému prepĺňania turbodúchadlom automobilu je regulátor plniaceho tlaku, ktorý je obtokový ventil. Slúži na obmedzenie energie výfukových plynov motora a časť z nich smeruje preč od turbínového kolesa, čo umožňuje regulovať plniaci tlak.

Pohon ventilu môže byť pneumatický alebo elektrický a jeho činnosť sa vykonáva vďaka signálom prijatým zo snímača plniaceho tlaku, ktoré spracováva riadiaca jednotka motora vozidla. Je to elektronická riadiaca jednotka (ECU), ktorá vysiela signály na otvorenie alebo zatvorenie ventilu v závislosti od údajov prijatých snímačom tlaku.

Okrem ventilu, ktorý reguluje plniaci tlak, a bezpečnostný ventil. Účelom jeho použitia je chrániť systém pred rázmi tlaku vzduchu, ktoré môžu nastať v prípade náhleho vypnutia škrtiaca klapka motora.

Pretlak vznikajúci v systéme je vypúšťaný do atmosféry pomocou takzvaného bluff ventilu, alebo je smerovaný na vstup kompresora obtokovým ventilom.

Princíp činnosti automobilovej turbíny

Ako už bolo napísané vyššie, princíp fungovania turbodúchadla v aute je založený na využití energie uvoľnenej výfukovými plynmi motora. Plyny otáčajú turbínové koleso, ktoré zase prenáša krútiaci moment cez hriadeľ na koleso kompresora.

Video - princíp fungovania preplňovaného motora:

To zase stláča vzduch a tlačí ho do systému. Chladením v medzichladiči vstupuje stlačený vzduch do valcov motora a obohacuje zmes kyslíkom, čím zabezpečuje efektívny výkon motora.

Vlastne práve v princípe fungovania turbíny v aute sú jej výhody a nevýhody, ktoré inžinieri len veľmi ťažko eliminujú.

Výhody a nevýhody turbodúchadla

Ako už čitateľ vie, turbína v aute nemá pevné spojenie kľukový hriadeľ motora. Logicky by takéto riešenie malo vyrovnať závislosť otáčok turbíny od otáčok turbíny.

V skutočnosti je však účinnosť turbíny priamo závislá od otáčok motora. Čím otvorenejší ako viac otáčok motor, tým vyššia je energia výfukových plynov roztáčajúcich turbínu a v dôsledku toho väčší objem vzduchu pumpovaného kompresorom do valcov pohonnej jednotky.

V skutočnosti „nepriame“ spojenie medzi otáčkami a frekvenciou otáčania turbíny nie cez kľukový hriadeľ, ale cez výfukové plyny, vedie k „chronickým“ nevýhodám preplňovania turbodúchadlom.

Medzi nimi je oneskorenie rastu výkonu motora pri prudkom stlačení plynového pedálu, pretože turbína sa musí roztočiť a kompresor musí dodať valcom dostatočnú porciu stlačeného vzduchu. Tento jav sa nazýva „turbo lag“, teda moment, keď je výkon motora minimálny.

Na základe tohto nedostatku okamžite prichádza druhý - prudký skok v tlaku po tom, čo motor prekoná „turbo oneskorenie“. Tento jav sa nazýva „turbo snímač“.

A hlavnou úlohou motorových inžinierov, ktorí vytvárajú preplňované motory, je „vyrovnať“ tieto javy, aby sa zabezpečil rovnomerný ťah. Koniec koncov, „meškanie turbodúchadla“ je vo svojej podstate spôsobené vysokou zotrvačnosťou systému preplňovania turbodúchadlom, pretože na zvýšenie výkonu „do plná pripravenosť„Trvá to nejaký čas.

V dôsledku toho potreba napájania zo strany vodiča v konkrétnej situácii vedie k tomu, že motor nie je schopný „rozdať“ všetky svoje vlastnosti naraz. IN skutočný život to sú napríklad stratené sekundy pri ťažkom predbiehaní...

Samozrejme, dnes existuje množstvo inžinierskych trikov, ktoré umožňujú minimalizovať a dokonca úplne odstrániť nepríjemný efekt. Medzi nimi:

• použitie turbíny s variabilnou geometriou;
• použitie dvojice turbodúchadiel umiestnených v sérii alebo paralelne (takzvané schémy twin-turdo alebo bi-turdo);
• aplikácie kombinovaná schéma zosilnenie.

Turbína, ktorá má variabilnú geometriu, optimalizuje prúdenie výfukových plynov z pohonnej jednotky tým, že v reálnom čase mení oblasť vstupného kanála, ktorým vstupujú. Podobná konštrukcia turbíny je veľmi bežná v dieselových motoroch s turbodúchadlom. Najmä na tomto princípe fungujú turbodiesely Volkswagen radu TDI.

Schéma s párom paralelných turbodúchadiel sa spravidla používa vo výkonných pohonných jednotkách postavených do tvaru V, keď je každý rad valcov vybavený vlastnou turbínou. Minimalizácia efektu „turbo lag“ sa dosahuje vďaka skutočnosti, že dve malé turbíny majú oveľa menšiu zotrvačnosť ako jedna veľká.

Systém s dvojicou sekvenčných turbín sa používa o niečo menej často ako dve uvedené, ale zároveň poskytuje najväčšiu účinnosť vďaka tomu, že motor je vybavený dvoma turbínami s rôznym výkonom.

To znamená, že keď stlačíte plynový pedál, spustí sa malá turbína a keď sa rýchlosť a otáčky zvýšia, pripojí sa druhá a spolupracujú. Zároveň prakticky zmizne efekt „turbo lag“ a výkon sa systematicky zvyšuje v súlade so zrýchlením a zvýšením rýchlosti.

Zároveň veľa automobiliek používa nie dve, ale tri turbodúchadlá, ako napríklad BMW vo svojej schéme s tromi turbodúchadlami. Ale inžinieri, ktorí navrhli Superauto Bugatti, celkovo vybavili pohonnú jednotku štyrmi sekvenčnými kompresormi naraz, čo umožnilo dosiahnuť unikátne výkonové charakteristiky s úplne „civilným“ správaním motora v bežných jazdných režimoch.

Dobrý deň, milí čitatelia a návštevníci blogu Autoguide.ru. Dnes v článku na to prídeme a zistíme, ako funguje turbína benzínový motor. Téma je to samozrejme zaujímavá a predovšetkým pre majiteľov áut s benzínovým turbom. Často je málo informácií o prevádzkovom princípe a konštrukcii turbíny na benzínovom motore alebo je to príliš zložité na to, aby tomu priemerný človek porozumel.

Použitie turbíny umožňuje každému malému motoru zvýšiť výkon bez zvýšenia spotreby paliva a zníženia životnosti. Po pripojení turbíny motor akoby dostal neviditeľný kopanec a pracuje oveľa rýchlejšie. Existujú vlastnosti používania benzínových motorov vybavených turbínami.

Musia sa vziať do úvahy, aby sa predĺžila životnosť zariadenia a aby sa motor stroja používal s maximálnou účinnosťou. Predtým, ako hovoríme o princípe fungovania turbíny na benzínovom motore, musíte poznať históriu jej vzhľadu a širokého používania výrobcami automobilov.

História vzhľadu preplňovaného benzínového motora

Prvé spaľovacie motory, ako každý iný technických priekopníkov mal veľmi „surový“ vzhľad a vyžadoval vylepšenie. Čas plynul a na trhu sa objavili spoľahlivé a odolné modely benzínových motorov, ktoré vodičov potešili jednoduchosťou údržby a výdržou. Požiadavky spotrebiteľov na motory sa zvýšili a kritériá regulačných orgánov sa sprísnili.

Spočiatku sa vývoj benzínových motorov uskutočňoval prevažne pozdĺž rozsiahlej cesty. Na zvýšenie výkonu motora sa jednoducho zväčšil jeho objem. Všetko bolo skvelé, nebyť úmerne rastúcej spotreby paliva a množstva škodlivých emisií do životného prostredia. Takto to už ďalej nemohlo pokračovať a inžinieri a tvorcovia spaľovacích motorov dostali veľmi ťažkú ​​úlohu.

Dosiahnite zvýšenie výkon motora(spaľovací motor) bez zvýšenia objemu motora a spotreby paliva. Bolo navrhnutých veľké množstvo riešení, no zvolil sa jediný správny smer vývoja motora. Bolo rozhodnuté pracovať na zvýšení účinnosti tvorby a spaľovania zmesi paliva a vzduchu v motore automobilu.

Jediný správna cesta Na zvýšenie účinnosti spaľovania zmesi paliva a vzduchu je potrebné zvýšiť prietok vzduchu do valcov motora. V tomto prípade musel byť dodatočný objem vzduchu dodávaný násilne kvôli vytvorenému tlaku.

Dodatočné množstvo vzduchu výrazne zlepšilo spaľovanie paliva vo valcoch motora, čím sa uvoľnil dodatočný výkon pri konštantnom objeme. Myšlienka je jednoduchá, ale vyžaduje implementáciu vo forme zariadenia na čerpanie vzduchu do valcov motora.

Pri riešení tohto problému sa automobiloví inžinieri rozhodli spoliehať na vývoj v leteckom priemysle. Turbíny používala už veľmi dlho. Prvé preplňované benzínové motory sa objavili v r kamióny v tridsiatych rokoch minulého storočia. Nákladné vozidlá využívajúce turbíny majú zvýšený výkon a optimalizovanú spotrebu paliva.

Úspešné skúsenosti s používaním turbíny ako zariadenia na čerpanie množstva vzduchu kamióny výkon dizajnérov a inžinierov automobilového priemyslu, ktorý urýchlil pohyb týmto smerom. Prvé autá s benzínovými motormi vybavené turbínami sa začali predávať v Spojených štátoch v 60. rokoch minulého storočia.

Prvé modely áut tohto typu privítali automobiloví nadšenci zo Spojených štátov opatrne a podozrievavo. Až o 10 rokov neskôr, v 70. rokoch minulého storočia, boli ocenené a začali sa aktívne používať pri vytváraní automobilov so športovým ohybom. Zapnuté výrobné modely turbínové vozne boli inštalované vo veľmi malom množstve.

Bolo to spôsobené tým, že prvé modely motorov s turbínami sa ukázali ako veľmi „nenásytné“ a mali veľa ďalších drobných nedostatkov, ktoré pokazili prvý dojem. Značná spotreba paliva neumožnila zaviesť širokú výrobu automobilov s preplňovanými motormi. Ropná kríza, ktorá sa skončila zvýšením cien pohonných hmôt, výrazne spomalila zavádzanie turbín do motorov. Ľudia začali viac šetriť.

Až koncom 90-tych rokov, po výraznom zlepšení konštrukcie turbínového a benzínového motora ako celku, bolo možné situáciu zmeniť. To bol štartovací bod éry vývoja a formovania preplňovaných benzínových motorov.

Turbína benzínového motora pomocou kompresora tlačí do valcov množstvo vzduchu. Výrazne sa zvýši obohatenie zmesi paliva a vzduchu kyslíkom a zlepší sa spaľovanie benzínu. Koeficient užitočná akcia výrazne zvyšuje. Účinnosť motora sa zvyšuje, pričom objem zostáva nezmenený.

Pri použití turbíny sa výkon motora zvyšuje priamo úmerne s množstvom spáleného benzínu za jednotku času. Na zabezpečenie maximálne rýchleho spaľovania paliva vo valcoch motora je potrebný značný objem vzduchu. Práve ten posiela turbína v dostatočnom množstve kvôli chodu kompresora. Je tlačený do valcov, čím sa obohacuje zmes paliva a vzduchu.

Ak prerežete turbínu benzínového motora pozdĺž tela, môžete vidieť nasledujúce pracovné prvky:

Ložiskové puzdro.

Slúži na uloženie rotora, ktorý predstavuje hriadeľ nesúci turbínu a kompresorové krúžky vybavené lopatkami. Práve oni pri otáčaní zachytávajú vzduch a smerujú ho do valcov motora.

Olejové kanály.

Prenikajú do skrine turbíny ako krvné cievy na ľudskom tele. Slúži na včasnú dodávku motorového oleja do trecích a rotujúcich prvkov. Tým sa znižuje opotrebovanie pracovných prvkov benzínovej turbíny.

Klzné ložisko.

Jeho hlavnou úlohou je zabezpečiť voľné a plynulé otáčanie rotora turbíny s jeho lopatkami na zachytenie dostatočného množstva vzduchu. Jeho mazanie a chladenie zabezpečuje motorový olej cirkulujúci v turbíne.

Rám.

Teleso turbíny v tvare slimáka poskytuje ochranu pred vonkajšími vplyvmi mechanické vplyvy pracovné prvky zariadenia na vstrekovanie vzduchu.

Turbína benzínového motora je poháňaná prívodom výfukových plynov, ktorých energia núti rotor otáčať lopatky. V dizajne a prevádzke nie je nič zložité, všetko je jasné a celkom jednoduché.

Keď sa naštartuje benzínový motor, výfukové plyny z valcov motora sa posielajú priamo do turbíny. Uviedli rotor do pohybu a dodali mu energiu. Ďalej cez výfukové potrubie vstupujú do tlmiča a sú vypúšťané do životného prostredia.

Hriadeľ rotora roztáča koleso kompresora a koleso lopatiek. Berú vzduch z životné prostredie, ktorý vstupuje cez vzduchový filter motora. Je nútený do valcov motora. Turbínový kompresor môže zvýšiť tlak vzduchu až o 80%.

Prevádzka turbíny benzínového motora umožňuje, aby zmes paliva a vzduchu obohatená kyslíkom naplnila valce vo veľkých množstvách. Veľkosť motora zostáva nezmenená, ale jeho výkon sa výrazne zvyšuje. Použitie turbíny v priemere umožňuje zvýšiť výkon elektráreň autá o 20-30 %.

Čo potrebujete vedieť pre správnu prevádzku benzínovej turbíny?

Poskytnúť dlhotrvajúci výkon turbíny na benzínovom motore nemusia šetriť na množstve a kvalite motorového oleja. Kto rád vynecháva intervaly výmeny motorového oleja, skôr či neskôr narazí na problémy a poruchy v chode turbíny. Je veľmi citlivá na kvalitu použitého oleja. Lacný olej nebude schopný poskytnúť požadovanú úroveň trenia pre pracovné prvky a ak sa auto intenzívne používa, rýchlo sa stanú nepoužiteľnými a vyžadujú si výmenu.

Pri kúpe auta vybaveného turbínou je potrebné vymeniť motorový olej a vyčistiť celý systém. Pri pridávaní iného oleja nie je možné miešať, pretože stráca svoje vlastnosti a jeho účinnosť sa blíži k nule. Kompletná výmena olej pomôže vyhnúť sa škodlivým účinkom a zvýšiť ochranu turbíny benzínového motora.

Existuje niekoľko funkcií prevádzky motora vybaveného turbínou. Po dlhšej jazde autom nie je potrebné pri zastavení hneď vypínať motor. Musíte mu dať čas, aby na tom pracoval. voľnobežné otáčky a trochu vychladnúť. Náhle vypnutie motora vytvára negatívny teplotný rozdiel, ktorý ovplyvňuje pevnosť a spoľahlivosť pracovných prvkov turbíny motora.

Výhody a nevýhody motora s turbodúchadlom

Hlavnou výhodou každého benzínového motora vybaveného turbínou je zvýšenie jeho výkonu o 20-30%. Pri rovnakom objeme ako tradičný atmosférický spaľovací motor je jeho výkon o tretinu vyšší. Účinnosť paliva sa výrazne zlepšila.

Maximálna úroveň spaľovania zmesi paliva a vzduchu môže výrazne znížiť emisie škodlivín do životného prostredia. Maximálne využitie turbomotorov všade skutočný sen environmentalista. Toto je výhoda preplňovaný motor končia.

Turbomotory sú veľmi náročné na kvalitu používaného paliva a motorového oleja. To všetko spolu vedie k zvýšeným nákladom na používanie auta v dlhodobom horizonte. Údržba motora s turbodúchadlom bude vyžadovať, aby vodič utratil veľa peňazí.

Oprava turbíny vyžaduje použitie špeciálne vybavenie a materiálov. Robiť to sami je veľmi problematické. Životnosť opravenej turbíny je často krátka a nakoniec bude vyžadovať výmenu. To môže mať výrazný dopad na peňaženku majiteľa auta.

Záver

Vzhľad preplňovaných motorov je ďalším krokom vo vývoji výkonu automobilové inštalácie. Moderné požiadavky na environmentálnu zložku motora sa výrazne sprísňujú a konkurencia medzi výrobcami automobilov sa zintenzívňuje.

Čo je turbodúchadlo, princíp jeho činnosti, z čoho sa skladá turbína a na čo slúži. Ako turbína pomáha vášmu autu? Všetky informácie nájdete v našom článku.

Čo je turbodúchadlo, z čoho pozostáva a ako funguje. Podrobný článok o konštrukcii turbíny a princípe fungovania. Aké poruchy a problémy sa vyskytujú pri prevádzke turbín, prečo ich nemôžete opraviť sami a oveľa viac.

Turbodúchadlo v aute - čo to je?

Účelom takéhoto zariadenie auta ako má turbodúchadlo vytvoriť taký tlak prúd vzduchu v dutine sacieho potrubia, čo následne umožňuje výfukovým plynom nasýtiť zmes paliva a vzduchu prvkom potrebným na spaľovanie - kyslíkom.

To umožní rozvoj elektrárne umiestnenej v motorový priestor, požadovaný výkon. Veľkosť tohto výkonu závisí od zmeny polohy škrtiacej klapky umiestnenej v palivový systém. To je zase ovplyvnené akcelerátorom, lepšie známym ako plynový pedál.Získanie vysokej úrovne výkonu je možné aj inými spôsobmi.

Zvýšenie počtu valcov motora, čo má za následok zvýšenie objemu motora. Okrem toho je možné zväčšiť objem samotných valcov, čo povedie aj k zvýšeniu objemových parametrov spaľovacích komôr paliva.

Tieto možnosti však nie sú príliš prijateľné, pretože spotreba paliva, ako aj množstvo emisií výfukových plynov do atmosféry sa výrazne zvýši. Preto je inštalácia turbíny zapnutá tento moment, najviac najlepšia možnosť, umožňujúce získať dobrý výkon spaľovacieho motora pri zachovaní rovnakej úrovne alebo až prehnaných ekologických a ekonomických výsledkov.

Ložisková jednotka - je puzdro odliate z ocele, ktoré poskytuje miesto pre plávajúce ložiská na povrchu hriadeľov. Rýchlosť otáčania tohto systému môže dosiahnuť 170 000 otáčok za minútu. Jednotka má zložitý geometrický dizajn chladiaceho systému. Požiadavky na túto jednotku: odolnosť proti opotrebovaniu, deformácii a korózii.

Turbínové koleso - je umiestnené v dutine skrine turbínovej jednotky a má čapové spojenie s obežným kolesom kompresora. Teplota prostredia, v ktorom je tento produkt prevádzkovaný, dosahuje 760 stupňov Celzia. Preto zliatiny materiálov, z ktorých je vyrobený, majú vysokú pevnosť a odolnosť. Výrobok prechádza aj fázou povrchovej úpravy zliatinou niklu.

Obtokový ventil - ovláda sa pneumatickým pohonom. Jeho účelom je zabezpečiť bezpečnú prevádzku turbíny a zabrániť prehriatiu prvkov. Keď tlak stúpne na neprijateľnú úroveň, ventil zaistí odstránenie určitého množstva vzduchovej hmoty pozdĺž dráhy prechádzajúcej mimo turbínu. Tento prvok chráni spaľovací motor pred nadmerným tlakom v spaľovacích komorách. To pomáha predchádzať preťaženiu motora.

Skriňa preplňovaného zariadenia - materiál použitý na výrobu tejto jednotky je guľovitá zliatina liatiny. Tepelné účinky neohrozujú výrobky vyrobené z tohto materiálu. Puzdro je spracované v plnom súlade s tvarom lopatiek umiestnených na obežnom kolese. Nasávacia príruba sa používa ako inštalačná základňa pre montáž turbíny. Hlavné vlastnosti, ktoré musí mať turbínová jednotka:

1. Sila nárazu.
2. Antioxidačná odolnosť.
3. Pevnosť.
4. Tepelná odolnosť.
5. Možnosť ľahkého opracovania.

Klzné ložiská špeciálnej úpravy - Vysoké teploty, na ktorých musia pracovať, nemajú vplyv na opotrebovanie a životnosť ložísk. Tiež vo fáze výroby, veľká pozornosť venovala pozornosť precíznosti výroby olejových kanálikov a poistných krúžkov. Absorpcia axiálny tlak realizované pomocou hydrodynamického ložiska. Na konci výroby klzných ložísk sa vykoná fáza kalibrácie a vyrovnania.

Skriňa kompresora pozostáva z jedného pevného prvku. V závislosti od typu sa vyrába s použitím hliníkových zliatin. Odlievanie sa môže vykonávať vákuovým alebo pieskovým odlievaním. Záverečnou fázou je opracovanie, ktorým sa dosiahnu požadované rozmery potrebné na zabezpečenie správneho fungovania dielu.

Koleso kompresora, rovnako ako jeho plášť, je vyrobené z hliníka. Obežné kolesá, ktoré sú na ňom umiestnené, sú však kvôli vysokému zaťaženiu a teplote počas prevádzky vyrobené z titánovej zliatiny. Pre zabezpečenie optimálneho fungovania kompresorovej jednotky je potrebné, aby lopatky obežného kolesa boli vyrobené s vysokou presnosťou a prešli zvýšeným mechanickým spracovaním. Posledným krokom je vyvrtávanie a leštenie, ktoré zlepšuje koeficient odolnosti proti únave. Obežné koleso je umiestnené v strede hriadeľa. Hlavné požiadavky na všetky prvky kolesa kompresora sú: schopnosť odolávať rozťahovaniu a korózii.

Kompresor turbojednotky je pevne pripevnený k výfukovému potrubiu pohonnej jednotky pomocou skrutkové spojenie. Výfukové plyny z výfukový systém vstupujú do skrine turbíny pomocou špeciálne určených kanálov a roztáčajú turbínu, ktorá pracuje na princípe motora s plynovou turbínou. Hriadeľ spája turbínu s kompresorovou jednotkou umiestnenou na križovatke vzduchový filter a sacie potrubie.

Výfukové plyny narážajú na povrch lopatiek turbíny, čím spôsobujú jej rotáciu. Čím väčší je objem prietoku výfukových plynov, tým vyššia je rýchlosť otáčania turbínovej jednotky. Kompresorová jednotka je podobného typu ako odstredivé čerpadlo.

Jeho prevádzka sa vykonáva nasledovne: výfukové plyny vstupujú na povrch lopatiek obežného kolesa, potom sa urýchľujú smerom k stredu kolesa kompresora a potom vystupujú cez vzduchové kanály do dutiny sacieho potrubia.

Čo zase zabezpečuje ich vstup do valcov motora. Kompresor stláča vzduch a organizuje jeho následné prúdenie do pracovných komôr valcov.

Aké poruchy a problémy sa vyskytujú počas prevádzky turbíny?

Únik oleja z dutiny turbodúchadla vedie k jeho spaľovaniu vo valcoch motora. Táto závada sa prejavuje vypúšťaním modrastých výfukových plynov do atmosféry pri akcelerácii. motorové vozidlo. Toto nie je pozorované pri konštantných otáčkach kľukového hriadeľa.

V pracovných komorách valcov elektrárne horí obohatená zmes paliva a vzduchu. K tomuto javu dochádza, keď časť vzduchovej hmoty uniká v jednom z nasledujúcich prvkov: vzduchové vedenie alebo medzichladič. Tiež môže byť nedostatok kyslíka v zmesi s palivom, pretože riadiaci systém turbíny je chybný alebo zlyhal. Znakom je vypúšťanie čiernych výfukových plynov a výfukového potrubia.

Znakom, že skriňa turbíny je prasknutá alebo deformovaná v dôsledku dotyku lopatiek s povrchmi telesa turbíny, je výskyt charakteristického hluku brúsenia počas prevádzky turbodúchadla.

Skriňa nápravy turbíny sa môže zakoksovať a tým môže byť narušená činnosť mazacích systémov. Svedčia o tom úniky oleja na povrchu skrine turbíny, na strane, kde je umiestnený kompresor.

Video: aké sú typy porúch turbíny?

• "Nízkoprietokové freónové turbokompresory." Autor A.B. Barenboim
• "Turbokompresory". Autor D.N. Misarek
• „Dieselové turbodúchadlá“. Autor Mezheritsky A.D.

Princíp činnosti turbíny TGM6

TGM6 je vybavený turbodúchadlom TK-30. Princíp jeho činnosti spočíva v prechode kanálmi výfukových plynov a ich následnom vstupe do kompresora s turbodúchadlom. Vo vnútri sa pohyb vykonáva cez dýzové zariadenie umiestnené pred lopatkami disku.

Vďaka tomuto pohybu výfukových plynov získava rotor otáčky hriadeľa v pomere k objemu prúdiaceho vzduchu. Táto hlasitosť závisí od sacieho výkonu kolesa kompresora, ktoré zase pracuje podľa signálu z ovládačov. Potom vstrekované plyny vstupujú do vzduchovej chladiacej jednotky a potom do sacieho potrubia, ktoré ich distribuuje do dutiny valcov motora.

Turbodúchadlo pre auto VAZ

Turbodúchadlo nainštalované na vozidle VAZ naznačuje, že vozidlo bolo podrobené ladeniu a dodatočnej modernizácii. Sú nainštalované rôzne varianty turbodúchadlových jednotiek, najbežnejšie však turbodúchadlo má označenie TD04HL.

Inštaluje sa na motory, ktorých objem sa pohybuje od 1,5 litra do 2,0. litrov Pri dosiahnutí pretlaku 1 bar je možné dosiahnuť krútiaci moment 300 Nm. Zvyšujú sa aj výkonové parametre na 250 koní.

Turbodúchadlo má nasledujúce technické parametre. Pracovné otáčky sa pohybujú od 30 do 120 tisíc ot./min. Kompresný pomer pri maximálna rýchlosť dosiahne 2.9. Spotreba vzduchu - 0,26 kg/s.

Maximálna teplota plynov pred vstupom do dutiny turbíny je 700 stupňov. Olej na výstupe môže mať tlak od 0,3 do 7 MPa. Hmotnosť turbíny nepresahuje 9,8 kg. Ak chcete nainštalovať turbínu na vozidlo Kamaz, musíte mať: súprava na opravu: 4 cvočky, kovové tesnenia, tesnenie rozdeľovača a tesnenie pre potrubie, cez ktoré sa privádza olej.

Kde kúpiť turbodúchadlo a aká je cena v Moskve

Turbodúchadlá sa predávajú v Moskve v mnohých obchodoch a na trhoch. V závislosti od požiadaviek kupujúceho na turbínovú jednotku sa ceny môžu značne líšiť. Najznámejší obchod s kompresormi je Turboost.

Dodáva vysokokvalitné jednotky, na ktoré sa vzťahuje 1-ročná záruka. Ceny sa pohybujú od 20 000 do 70 000 rubľov. Otázna je kvalita turbín predávaných na trhoch a nešpecializovaných predajných miestach. Ceny sú tam však v priemere o 5-15 tisíc nižšie podobné produkty ako v pôvodných predajniach.

Prečo to nemôžete opraviť sami

Turbína vyžaduje včas Údržba a používanie vysokokvalitných palív a mazív a filtrov. Vo výrobnom závode prechádza výrobok niekoľkými stupňami kontroly kvality a zhody veľkostí so stanovenými parametrami.

Prevádzka preplňovaného zariadenia priamo ovplyvňuje dynamické vlastnosti vozidla. Ak opravíte turbínu sami, môžete jej prvky zdeformovať alebo upchať cudzími predmetmi.

To môže spôsobiť nesprávne fungovanie a následné zlyhanie turboprvku. o prudké zrýchlenie pri predbiehaní alebo manévrovaní s vozidlom môže porucha turbíny ohroziť účastníkov cestnej premávky.

Účelom kondenzačného zariadenia je: vytvárať a následne udržiavať najnižší tlak odpadovej pary na výstupe z turbíny, ako aj vykonávať kondenzáciu a vracať ju do dutín napájacích systémov parných jednotiek. Princíp činnosti spočíva v tom, že kinetická energia sa získava premenou potenciálnej energie stlačenej a zohriatej vodnej pary v lopatkách parného kolesa.

Potom sa výsledná kinetická energia premení na mechanickú energiu. V dôsledku toho sa zvyšuje rýchlosť otáčania hriadeľa turbíny parnej jednotky.

Fyziku pohybu výfukových plynov je možné meniť pomocou variabilnej trysky. Jeho fungovanie pripomína princíp klieští. Keď sa vozidlo pohybuje v rôznych okamihoch, je potrebné získať rôzne výkonové parametre. Na tento účel vytvorili systém, ktorý mení geometriu prúdenia vzduchu v turbíne.

Tento systém je vybavený vákuovým pohonom, vodiacimi lopatkami a ovládacím mechanizmom. Princíp činnosti spočíva v tom, že zmena polohy vodiacich lopatiek a prietoku výfukových plynov sa uskutočňuje zmenou uhla prierezu, pozdĺž ktorého prechádzajú výfukové plyny. Takto sa získa výstupný tlak, ktorý zaisťuje parameter produktívneho výkonu.