Турбонаддув зобов'язаний своєю появою горезвісної німецької дбайливості та практичності у всьому. Ще Рудольфу Дизелю і Готлібу Даймлеру, наприкінці ХІХ століття, не давав спокою таке питання. Як же так: вихлопні гази просто так викидаються в трубу, а енергія, яку вони мають, не приносить жодної користі? Непорядок ... У віці двадцять першому, двигуни, оснащені турбіною, давно перестали бути екзотикою і використовуються повсюдно, на різній техніці. Чому турбіни набули поширення насамперед на дизельних двигунахі який принцип роботи цих корисних агрегатів, розберемо далі – у строго науково-популярній, але наочній та зрозумілій кожному формі.

Отже, ідея «пустити у справу» енергію відпрацьованих вихлопних газівз'явилася вже незабаром після винаходу та успішних дослідів застосування двигунів внутрішнього згоряння. Німецькі інженери та першопрохідники авто- та тракторобудування, на чолі з Дизелем та Даймлером, провели перші досліди щодо підвищення потужності двигуна та зниження витрати палива за допомогою нагнітання. стиснутого повітрявід вихлопів.

Готдіб Даймлер випускав такі автомобілі, а вже замислювався про впровадження системи турбонаддува.

Але першим, хто побудував перший турбокомпресор, що ефективно працює, стали не вони, а інший інженер - Альфред Бюхі. У 1911 році він отримав патент на свій винахід. Перші турбіни були такі, що використовувати їх було можливо і доцільно лише на великих двигунах(Наприклад, суднових).

Далі турбокомпресори почали використовувати в авіаційній промисловості. Починаючи з 30-х років ХХ століття, у Сполучених Штатах регулярно запускалися в серію військові літаки (як винищувачі, так і бомбардувальники), бензинові двигуни яких були оснащені турбонагнітачами. А перша в історії вантажна машина з турбованим дизельним двигуном була зроблена в 1938 році.

У 60-ті роки корпорація «Дженерал Моторс» випустила перші легкові «Шевроле» та «Олдсмобілі» з бензиновими карбюраторними двигунами, Оснащені турбонаддувом. Надійність турбін була невелика, і вони швидко зникли з ринку.

Oldsmobile Jetfire 1962 - перший серійний автомобіль з турбонаддувом

Мода на турбовані мотори повернулася на рубежі 70-х/80-х, коли турбонаддув почали широко використовувати у створенні спортивних і гоночних автомобілів. Приставка "турбо" стала надзвичайно популярною і перетворилася на своєрідний лейбл. У голлівудських фільмах тих років супергерої натискали на панелях своїх суперкарів магічні кнопки турбо, і машина неслася вдалину. Насправді ж турбокомпресори тих років відчутно «гальмували», видаючи істотну затримку реакції. І, до речі, не лише не сприяли економії палива, а навпаки, збільшували його витрати.

Трудівник радянських полів – з турбонаддувом

Перші справді успішні спроби впровадження турбонаддуву у виробництво автомобільних двигунів. серійного виробництваздійснили на початку 80-х років «SAAB» та «Mercedes». Цим передовим досвідом негайно скористалися й інші світові машинобудівні компанії.

У Радянському Союзі розробка та впровадження в «серію» турбованих двигунів була пов'язана, перш за все, з розвитком виробництва важких промислових та сільськогосподарських тракторів – «Кіровець»; суперсамоскидів «БелАЗ» тощо. потужної техніки.

Чому в результаті турбіни набули поширення саме на дизельних, а не бензинових двигунах? Тому що дизельні мотори мають набагато більший ступінь стиснення повітря, а їх вихлопні гази – більше низьку температуру. Відповідно, вимоги до жароміцності турбіни набагато менші, а її вартість та ефективність використання – набагато більші.

Система турбонаддува складається з двох частин: з турбіни та турбокомпресора. Турбіна служить перетворення енергії відпрацьованих газів, а компресор – безпосередньо подачі багаторазово стиснутого атмосферного повітря на робочі порожнини циліндрів. Головні деталі системи – два лопатеві колеса, турбінне та компресорне (так звані «крильчатки»). Турбокомпресор є технологічним насосом для повітря, що приводиться в дію обертанням ротора турбіни. Єдине завдання - нагнітання стисненого повітря в циліндри під тиском.

Чим більше повітря надійде до камери згоряння, тим більше солярки дизель зможе спалити за конкретну одиницю часу. Результат - суттєве збільшення потужності двигуна, без необхідності нарощування об'єму його циліндрів.

Складові частини пристрою турбонаддуву:

• корпус компресора;
• компресорне колесо;
• вал ротора, або вісь;
• корпус турбіни;
• турбінне колесо;
• корпус підшипників

Основа системи турбонаддува - це ротор, закріплений на спеціальній осі і укладений в спеціальний жароміцний корпус. Безперервний контакт всіх складових частин турбіни з надзвичайно розпеченими газами визначає необхідність створення як ротора, так і корпусу турбіни зі спеціальних жароміцних металосплавів.

Крильчатка та вісь турбіни обертаються з дуже високою частотоюта у протилежних напрямках. Це забезпечує щільний притиск одного елемента до іншого. Потік відпрацьованих газів проникає спочатку у випускний колектор, звідки потрапляє у спеціальний канал, що у корпусі турбо-нагнетателя. Форма його корпусу нагадує панцир равлика. Після проходження цього «равлика» відпрацьовані гази з розгоном подаються на ротор. Так і забезпечується поступальне обертання турбіни.

Вісь турбонагнітача закріплена на спеціальних підшипниках ковзання; мастило здійснюється подачею олії із системи мастила моторного відсіку. Кільця ущільнювачів і прокладки перешкоджають витокам масла, а також проривам повітря і відпрацьованих газів, а також їх змішуванню. Звичайно, повністю виключити влучення вихлопу в стислий атмосферне повітряне вдається, але в цьому і немає великої потреби.

Потужність будь-якого двигуна та продуктивність його роботи залежить від цілого ряду причин. А саме: від робочого об'єму циліндрів, від кількості, що подається повітряно- паливної суміші, від ефективності її згоряння, і навіть від енергетичної частини палива. Потужність двигуна зростає пропорційно до зростання кількості спалюваного в ньому за певну одиницю часу пального. Але для прискорення згоряння палива необхідне збільшення запасу стисненого повітря в робочих порожнинах двигуна.

Тобто, чим більше за одиницю часу спалюється пального, тим більша кількість повітря потрібно «впхнути» в мотор (не дуже гарне слово «впхнути» тут, проте, дуже добре підходить, оскільки сам мотор не впорається із парканом надлишкової кількостістиснутого повітря, та фільтри нульового опоруу цьому йому не допоможуть.

У цьому, повторимося, і полягає основне призначення турбонаддува - у нарощуванні подачі повітряно-паливної суміші в камери згоряння. Це забезпечується нагнітанням стисненого повітря у циліндри, що відбувається під постійним тиском. Воно відбувається внаслідок перетворення енергії відпрацьованих газів, простіше кажучи, з непридатної та втраченої – на корисну. Для цього, перш ніж вихлопні гази повинні бути виведені у вихлопну трубу, а далі і відповідно в атмосферу, їх потік направляється через систему турбокомпресора.

Цей процес забезпечує розкручування колеса турбіни («крильчатки»), забезпеченого спеціальними лопатями, до 100-150 тисяч обертів за хвилину. На одному валу з крильчаткою закріплені й лопаті компресора, які нагнітають стиснене повітря у циліндри двигуна. Отримана від перетворення енергії вихлопних газів сила використовується значного збільшення тиску повітря. Завдяки чому і з'являється можливість впорскування в робочі порожнини циліндрів. більшої кількостіпалива за фіксований час Це дає значне збільшення як потужності, і ККД дизеля.

Дизельна турбіна в розрізі

Простіше кажучи, турбосистема містить дві лопатеві «крильчатки», закріплені на одному загальному валу. Але перебувають у окремих камерах, герметично відокремлених друг від друга. Одна з крильчаток змушена обертатися від вихлопних газів двигуна, що постійно надходять на її лопаті. Оскільки друга крильчатка з нею жорстко пов'язана, то вона також починає обертатися, захоплюючи при цьому атмосферне повітря і подаючи його в стислому вигляді в циліндри двигуна.

Не один десяток років знадобився інженерам, щоб створити турбокомпресор, що дійсно ефективно працює. Адже це тільки теоретично все виглядає гладко: від перетворення енергії відпрацьованих газів можна «повернути» втрачений відсоток ККД і значно збільшити потужність двигуна (наприклад, зі ста до ста шістдесяти кінських сил). Але на практиці подібного чомусь не виходило.

Крім того, при різкому натисканні на акселератор доводилося чекати збільшення обертів двигуна. Воно відбувалося лише через деяку паузу. Зростання тиску вихлопних газів, розкручування турбіни та загін стисненого повітря відбувалися не відразу, а поступово. Це явище, що називається «turbolag» («турбояма») не вдавалося приборкати. А впоратися з ним вдалося, застосувавши два додаткові клапани: один – для перепускання зайвого повітря в компресор через трубопровід із рухового колектора. А інший клапан – для відпрацьованих газів. Та й загалом, сучасні турбіни із змінною геометрією лопаток навіть своєю формою вже значно відрізняються від класичних турбін другої половини ХХ століття.

Дизельний турбокомпресор "Бош"

Інша проблема, яку довелося вирішувати під час розвитку технологій дизельних турбін, полягала в надмірній детонації Ця детонація виникала через різке збільшення температури в робочих порожнинах циліндрів при нагнітанні туди додаткових мас стисненого повітря, особливо на завершальній стадії такту. Вирішувати цю проблему в системі покликаний проміжний охолоджувач наддувного повітря (інтеркулер).

Інтеркулер – це нічим іншим, як радіатор для охолодження наддувного повітря. Крім зниження детонації, він знижує температуру повітря ще й у тому, ніж знижувати його щільність. А це неминуче під час процесу нагрівання від стиску, і від цього ефективність усієї системи значною мірою падає.

Крім того, сучасна систематурбонаддува двигуна не обходиться без:

• регулювального клапана (wastegate). Він служить для підтримки оптимального тискув системі, і для його скидання, за необхідності, у приймальну трубу;
• перепускного клапана (bypass-valve). Його призначення - відведення наддувного повітря назад у впускні патрубки до турбіни, якщо потрібно зменшити потужність і дросельна заслінка закривається;
• та/або «травлюючого» клапана (blow-off-valve). Який стравлює наддувне повітря в атмосферу в тому випадку, якщо дросель закривається і датчик масової витратиповітря відсутнє;
• випускного колектора, сумісного із турбокомпресором;
• герметичних патрубків: повітряних для подачі повітря у впуск, і масляних - для охолодження та мастила турбокомпресора.

На дворі двадцять перше століття, і ніхто вже не женеться за тим, щоб назва його легкового автомобіля була з модною у столітті ХХ-м приставкою «турбо». Ніхто і не вірить більше в магічну силу турбіни для різкого прискорення автомобіля. Сенс застосування та ефективність роботи системи турбонаддуву все-таки не в цьому.

Ось це «равлик»!

Зрозуміло, найбільш ефективний турбонаддув при його використанні на двигунах тракторів і важких вантажівок. Він дозволяє додати потужності і моменту, що крутить, без виникнення перевитрати палива, що дуже важливо для економічних показників експлуатації техніки. Там і використовується. Знайшли своє широке застосування турбосистеми також на тепловозних і суднових дизелях. І це найбільш потужні із створених людиною турбін для дизельного двигуна.

У цій статті ми ознайомимось із відповіддю на запитання, що таке турбіна. Тут читач знайде інформацію про її характеристику, види та способи експлуатації людиною, а також розглянемо історичні відомості, пов'язані з розвитком цього механічного пристрою.

Вступ

Що таке турбіна та як вона діє? Це лопаткова система (машина), яка займається перетворенням енергій: внутрішньої та/або кінетичної. Цей ресурс дає робоче тілота дозволяє виконувати валу його механічне призначення. На лопатки впливають за допомогою струменя робочого тіла, які закріплюють біля кіл роторів. Вона ж призводить до їхнього руху.

Може знаходити своє застосування як турбіну електростанцій (АЕС, ТЕС, ГЕС), фрагмент приводів для різного типутранспортів, а також може бути складовою гідронасосів і газотурбінних двигунів. Реальна енергетична промисловість не здатна обходитися без цих пристроїв. Вид теплопередачі обертання турбіни на теплових електростанціях, має високу продуктивність, він дуже енергоємний. Це дозволяє людині використовувати різні ресурси щодо малих кількостях, порівняно з обсягом одержуваного електрики.

Історичні дані

Безліч спроб створити пристрій, схожий на сучасною турбіною, було здійснено ще задовго до її повноцінного вигляду, набутого нею наприкінці ХІХ століття. Перша спроба належить Герону Олександрійському (1 століття н.е.).

І. В. Лінде стверджував, що саме в XIX столітті була народжена маса планів та проектів, що дозволили людині перевершити «матеріальні труднощі», що заважають виконанню та створенню такої техніки. Головними подіями тих років був розвиток термодинамічної науки, а також металургійної та машинобудівної галузі. Наприкінці XIX двоє вчених, окремо і незалежно, змогли створити парову турбіну, придатну в різних галузях промисловості. Це були Густав Лаваль родом із Швеції та Чарлз Парсонс родом із Великобританії.

Хронологічні дані подій

А тепер ознайомимося з деякими подіями, пов'язаними з історією винаходу турбіни:

• У І ст. н. е. Парову турбіну спробував створити Герон Олександрійський, проте кілька століть після цього її не вивчали через помилкову думку про неспроможність ідеї.
• У 1500 р. можна знайти згадку про «димовий парасольку» - прилад, що піднімає гарячі потоки повітря від полум'я через лопаті, з'єднані між собою і обертаючі вертлюги.
• Джованні Бранкой в ​​1629 р., було здійснено створення турбіни, лопатки якої піднімалися за рахунок дії сильного струменя пари.
• У 1791 р. Джоном Барбером родом з Англії було придбано право на володіння патентом, який дозволив йому стати першим власником і творцем сучасної газової турбіни.
• Турбіни, що працюють на воді, вперше були створені в 1832 французьким вченим Бюрденом.
• У 1894 р. була запатентована ідея кораблі, який змушувала рухатися парова турбіна, яке володарем став Сер Ч. Парсонс.
• 1903: Еджідіус Елінг з Норвегії сконструював першу у своєму роді турбінну систему на газі, яка змогла передавати більше енергії, ніж витрачати на внутрішнє обслуговування компонентів самої турбіни. Ця технологія стала значним проривом тих часів. Проблеми зумовлювалися недостатнім рівнемрозвитку термодинамічних знань, однак, були подолані.
• У 1913 році Нікола Тесла став володарем патенту на турбіну, яка працює на основі ефекту прикордонного шару.
• 1920: практична теорія протікання газового потоку через канали дозволила сформулювати чіткі дані для розвитку теоретичного уявлення про процес протікання, в якому газ рухається вздовж аеродинамічної площини. Ця робота була зроблена доктором А. А. Грифицем.
• Для літака турбіна реактивного руху була створена Сером Ф. Уітлом, а сам двигун тестували з успіхом у квітні 1937 року.

Праці Густава Лаваля

Першим творцем турбіни на пару став Густав Лаваль, винахідник родом із Швеції. Існує думка про те, що до конструювання такого механізму його привело бажання забезпечити власноруч зроблений сепаратор для молока механічною дією, яка виконується без прямого втручання людиною. Двигуни того часу не дозволяли створювати необхідну швидкість обертання.

Робочим тілом у машині Лаваля послужила пара. В 1889 він зробив доповнення сопла турбін, на які поставив конічні розширювачі. Його праця стала інженерним проривом, і це ясно, адже аналіз величини навантаження, яке надавали на робоче колесопоказує, що вона була надсильною. Така дія навіть при найменшому порушенні призвела б до збою в утриманні центру тяжкості і викликала б негайне виникнення несправностей у роботі підшипників. Уникнути такої проблеми винахідник зміг за допомогою використання тонкої осі, що прогинається під час обертання.

Чарлз Парсонс та його робота

Чарлзу Парсонсу було надано патент на винахід першої багатоступеневої турбіни, а зробив він це в 1884 році. Робота механізму приводила у дію пристрій електрогенератора. Роком пізніше, 1885-го, він модифікував свою ж версію, яка почала масштабно поширюватися та застосовуватись на електростанціях. Пристрій мав вирівнюючий апарат, який утворювався з вінців, з лопатами турбіни, які прямували в зворотний бік. Самі вінці залишалися нерухомими. Механізм мав 3 ступені з різними показниками сили тиску та геометричними параметрамилопаток, і навіть шляхами встановлення. Турбіна використовувала як активну, і реактивну силу.

Влаштування турбіни

Тепер ми розглянемо питання, що таке турбіна, заглибившись у механізм її дії.

Турбінна щабель утворюється за допомогою двох основних елементів:

1. Робочого колеса (лопатки на роторі, що безпосередньо створюють обертання);
2. Соплового механізму (лопатки стартера, що відповідають за поворот робочого тіла, який додасть потоку потрібний кут для атаки щодо робочого колеса).

Залежно від напрямку руху потоків робочі тіла можна поділити на аксіальні та радіальні турбінні механізми. У перших потік нар. т. рухається у напрямку вздовж турбінної осі. Радіальними називають турбіни, у яких потік спрямовується перпендикулярно до валової осі.

Кількість контурів дозволяє розділяти такі механізми на одно-, дво- та триконтурні. Іноді можна зустріти турбіни з чотирма чи п'ятьма контурами, але це дуже рідкісне явище. Багатоконтурний пристрій турбіни дає можливість користуватися великими стрибками в теплових перепадах ентальпії. Це обумовлюється розміщенням великої кількості сходів із різним тиском, а також впливає на потужність турбіни.

Відповідно до кількості валів можна розрізняти одно-, дво-і іноді тривальні турбіни. Вони пов'язуються загальними параметрами теплових явищ чи механізмом редуктора. Вали можуть розташовуватися коаксіально та паралельно.

Пристрій і принцип дії турбіни такі: у місцях, де відбувається прохід валу через стінки корпусу, розташовуються потовщення, які попереджають витік робочого тіла назовні та засмоктування повітря в корпус.

Передній кінець валу обладнаний граничним регулятором, який у разі потреби автоматично зупинить турбіну. Це трапляється, наприклад, у результаті підвищення показника обертальної частоти, яка допустима для конкретного пристрою.

Перетворення енергії газу

Що таке турбіна? У загальному вигляді- це машина, призначення якої полягає у перетворенні енергії на роботу. Їх існує кілька видів, і одним із таких є газова турбіна.

Пристрій газової турбіни заснований на переведенні енергетичного потенціалу газу в стислому або нагрітому стані в роботу, яку виконує механізм валу. Головні елементи – це ротор та статор. Своє застосування знаходить як деталь газотурбінного двигуна, ГТУ та ПГУ.

Механізм газової турбіни

Робота турбіни здійснюється, коли сопловий апарат пропускає гази під тиском всередину корпусу, у місця, де воно невелике. При цьому молекули газу розширюються та прискорюються. Далі вони потрапляють на поверхню робочих лопаток та віддають їм відсоток свого кінетичного заряду енергії. Відбувається повідомлення крутного моменту лопаток.

Механічне пристрій газової турбіни може бути набагато простіше, ніж поршневого двигунавнутрішнього згоряння. Сучасні турбореактивні двигуни можуть мати кілька валів і сотень лопаток як на стартері, так і на валу. Прикладом можуть бути турбіни літаків. Їх характеристикою є наявність складної системи розташування трубопроводу, теплообмінників і камер, призначених для згоряння.

Підшипники як радіального, так і завзятого типу є критичним елементом у цій розробці. Традиційно застосовувалися гідродинамічні або кулькоподібні підшипники, що охолоджуються маслом, проте незабаром їх обійшли повітряні. До цього дня їх застосовують для створення мікротурбін.

Теплові двигуни

Теплова турбіна перетворює роботу, що виконується пором, на механічну. Усередині лопаткового апарату відбувається перетворення потенційної енергії пари в нагрітому та стислому стані на кінетичну форму. Остання, своєю чергою, перетворюється на механічну і зумовлює обертання валу.

Надходження пари відбувається за допомогою парокотельного пристрою і спрямовується на кожну криволінійну лопатку, закріплену по колу ротора. Далі пара впливає на неї і всі разом лопатки змушують ротор обертатися. Турбіна на пару є елементом ПТУ. Турбоагрегат утворюється за допомогою суміщення роботи парової турбінита електрогенератора.

Основна частина парового двигуна

Парові механізми утворюються, як і, як і газові, з допомогою ротора і статора. На першому закріплюються здатні до руху лопатки, а на останньому – не здатні.

Рух потоку протікає відповідно до аксіальної чи радіальної форми, що залежить від типу напряму потоків пари. Аксіальна форма характеризується переміщенням пари периметра осі, який має турбіна. Радіальна турбіна має потоки пари, які рухаються перпендикулярно. При цьому лопатки розташовують паралельно до осі, якою відбувається обертання. Можуть мати від одного до п'яти циліндрів. Число валів також може змінюватись. Існують пристрої, що мають один, два або три вали.

Корпус - це нерухома частина, яку називають статором. Він має ряд витоків, в які встановлюються діафрагми, з відповідними площини роз'єму турбінного корпусу роз'ємами. По їх периферії розміщують ряд соплових каналів (решіток), які утворюються за допомогою криволінійних лопаток, залитих у діафрагму або приварених до неї.

Турбокомпресор

Існує механізм, який використовує відпрацьовану частину газів з метою збільшення показника тиску у просторі впускної камери. Такий агрегат називають турбокомпресором.

Основні частини представлені доцентровим або осьовим компресором та газовою турбіною, необхідною для приведення його в дію. Має один вал. Головна функція полягає у підвищенні тиску, що чиниться робочим тілом. Це стає можливим через нагрівання. газотурбінного двигунароботою самого компресора, що набуває потужності завдяки турбіні.

На закінчення

Тепер читач має в своєму розпорядженні загальними уявленнямипро пристрій, принцип роботи, механізм дії, способи експлуатації турбін. Тут також були розглянуті конкретні види турбін, що відрізняються видом робочого тіла, та історичні відомості, що показують загальний перебіг розвитку цих механізмів. Підбивши підсумки, можна сказати, що турбіни - це пристрої, що перетворюють енергію. Спроби їх створення були здійснені ще до нашої ери. В даний час вони широко використовуються людиною в різних галузях промисловості, що значно спрощує процес роботи, посилює продуктивність та дозволяє здійснювати механічні дії, Раніше недоступні людству.

Слово «турбонаддув» хоч раз у житті чув, мабуть, кожен автомобіліст. Ще у старі радянські часисеред гаражних майстрів ходило безліч неймовірних чуток про колосальний приріст потужності, що дається турбонаддувом, проте реально з моторами такого типу в легкових авто ніхто тоді не стикався.

Сьогодні ж наддувні двигуни міцно увійшли в нашу дійсність, проте насправді далеко не кожен може сказати про те, як працює турбіна в автомобілі, і яка існує реальна користь або шкода від використання турбіни.

Що ж, спробуємо розібратися в цьому питанні та дізнатися, який принцип роботи турбонаддува, а також про те, які він має переваги та недоліки.

Автомобільна турбіна - що це таке

Говорячи простою мовою, автомобільна турбінає механічним пристроєм, що подає в циліндри повітря під тиском. Завданням турбонаддува є збільшення потужності силового агрегату за збереження робочого об'єму мотора колишньому рівні.

Тобто, за фактом, використовуючи турбонаддув, можна досягти п'ятдесятивідсоткового (і навіть більше) приросту потужності порівняно з безнаддувним двигуном аналогічного обсягу. Забезпечується підвищення потужності тим, що турбіна подає в циліндри повітря під тиском, що сприяє кращому горінню паливної суміші і, як результат, віддачі потужності.

Чисто конструктивно турбіна є механічною крильчаткою, що приводиться в дію вихлопними газами двигуна. По суті, використовуючи енергію вихлопу, турбонаддув сприяє захопленню та подачі «життєво важливого» для мотора кисню з навколишнього повітря.

Сьогодні турбонаддув виступає найефективнішою в технічному плані системою підвищення потужності мотора, а також досягнення і токсичності відпрацьованих газів.

Відео - як працює автомобільна турбіна:

Турбіна однаково широко застосовується як у бензинових силових агрегатах, і на дизелях. При цьому в останньому випадку турбонаддув виявляється найбільш ефективним через високого ступенястиснення та малої (щодо бензинових моторів) частоти обертання коленвала.

Крім того, ефективність застосування турбонаддуву на бензинових двигунах обмежена можливістю прояву детонації, яка може виникати при різкому збільшенні оборотів мотора, а також температура вихлопних газів, яка становить близько тисячі градусів за Цельсієм проти шестисот у дизеля. Зрозуміло, що подібний температурний режим здатний призвести до руйнування елементів турбіни.

Конструктивні особливості

Незважаючи на те, що турбонаддувні системи у різних виробників мають свої відмінності, існує ряд загальних для всіх конструкцій вузлів і агрегатів.

Зокрема, будь-яка турбіна має повітрозабірник, встановлений за ним повітряний фільтр, заслінку дроселя, сам турбокомпресор, інтеркулер, а також впускний колектор. Елементи системи з'єднуються між собою шлангами та патрубками, виконаними із міцних зносостійких матеріалів.

Як напевно помітили читачі, знайомі з конструкцією автомобіля, істотною відмінністютурбонаддува від традиційної системивпуску є наявність інтеркулера, турбокомпресора, а також конструктивних елементівпризначені для управління наддувом.

Турбокомпресор або, як його ще називають, турбонагнітач, є основним елементом турбонаддува. Саме він відповідає за збільшення тиску повітря у впускному тракті двигуна.

Конструктивно турбокомпресор складається з пари коліс – турбінного та компресорного, які розміщуються на роторному валу. При цьому кожне з цих коліс має власні підшипникита укладено в окремий міцний корпус.

Як працює турбонаддув у машині

Енергія відпрацьованих вихлопних газів у двигуні спрямовується на турбінне колесо нагнітача, яке під впливом газів обертається у своєму корпусі, що має особливу форму для покращення кінематики проходження вихлопних газів.

Температура тут дуже висока, а тому корпус і сам ротор турбіни разом з її крильчаткою виконуються з жароміцних сплавів, здатних витримувати тривалу високотемпературну дію. Також останнім часом для цього використовуються керамічні композити.

Компресорне колесо, що обертається за рахунок енергії турбіни, здійснює всмоктування повітря, його стиск та подальше нагнітання в циліндри силового агрегату. При цьому обертання компресорного колеса також проводиться в окремій камері, куди повітря потрапляє після проходження через повітрозабірник і фільтр.

Відео – для чого потрібен турбокомпресор і як він працює:

Як турбінне, так і компресорні колеса, як говорилося вище, жорстко закріплюються на роторному валу. При цьому обертання валу здійснюється за допомогою підшипників ковзання, які змащуються моторним маслом із основної системи змащення двигуна.

Подача масла до підшипників проводиться каналами, які розташовуються безпосередньо в корпусі кожного підшипника. Для того, щоб герметизувати вал від попадання олії всередину системи, використовуються спеціальні кільця ущільнювачів з жаростійкої гуми.

Безумовно, основною конструктивною складністю для інженерів при проектуванні турбонагнітачів є організація ефективного охолодження. Для цього в деяких бензинових моторах, де теплові навантаження найвищі, нерідко застосовується рідинне охолодження нагнітача. При цьому корпус, в якому розташовані підшипники, включається до двоконтурної системи охолодження всього силового агрегату.

Ще одним важливим елементомСистема турбонаддува є інтеркулер. Його призначенням виступає охолодження повітря, що надходить. Напевно, багато хто з читачів цього матеріалу поставить питання про те, навіщо охолоджувати «забортне» повітря, якщо його температура і так невелика?

Відповідь криється у фізиці газів. Охолоджене повітря збільшує свою щільність і, як наслідок, зростає його тиск. При цьому конструктивно інтеркулер є повітряним або радіатор рідинний. Проходячи через нього повітря знижує температуру і збільшує свою щільність.

Важливою деталлю системи турбонаддува автомобіля виступає регулятор тиску наддуву, що є перепускний клапан. Він застосовується з метою обмежити енергію відпрацьованих газів двигуна і спрямовує їх частину убік від колеса турбіни, що дозволяє регулювати тиск наддуву.

Привід клапана може бути пневматичним або електричним, яке спрацьовування здійснюється за рахунок сигналів, одержуваних від датчика тиску наддуву, які обробляються блоком управління двигуном автомобіля. Саме електронний блок керування (ЕБУ) подає сигнали на відкриття або закриття клапана в залежності від даних, які отримують датчик тиску.

Крім клапана, що регулює тиск наддуву, у повітряному тракті безпосередньо після компресора (де максимально тиск) може монтуватися запобіжний клапан. Метою його використання є захист системи від стрибків тиску повітря, які можуть бути у разі різкого перекриття дросельної заслінкидвигуна.

Надлишковий тиск, що виникає в системі, стравлюється в атмосферу за допомогою так званого блуофф-клапану, або прямує на вхід у компресор клапаном типу bypass.

Принцип роботи автомобільної турбіни

Як уже писалося вище, принцип дії турбонаддуву в автомобілі грунтується на використанні енергії, що виділяється відпрацьованими газами двигуна. Гази обертають колесо турбіни, яке, у свою чергу, через вал передає крутний момент колесу компресора.

Відео - принцип роботи двигуна з турбонаддувом:

Той, у свою чергу, стискає повітря та здійснює його нагнітання у систему. Охолоджуючись в інтеркулері, стиснене повітря потрапляє в циліндри двигуна і збагачує суміш киснем, забезпечуючи ефективну віддачу мотора.

Власне, саме в принципі дії турбіни в автомобілі криються її переваги та недоліки, усунути які інженерам дуже непросто.

Плюси та мінуси турбонаддуву

Як уже відомо читачеві, турбіна в автомобілі не має жорсткого зв'язку з колінчастим валомдвигуна. За логікою, подібне рішення має нівелювати залежність обертів турбіни від частоти обертання останнього.

Тим не менш, насправді ефективність роботи турбіни знаходиться в прямій залежності від оборотів двигуна. Чим сильніше відкрита, ніж більше обертівмотора, тим вище енергія вихлопних газів, що обертають турбіну і, як результат, більший об'єм повітря, що компресором нагнітається в циліндри силового агрегату.

Власне кажучи, «опосередкований» зв'язок між оборотами та частотою обертання турбіни не через колінвал, а через вихлопні гази призводить до «хронічних» недоліків турбонаддувів.

Серед них - затримка зростання потужності мотора при різкому натисканні на педаль "газу", адже турбіні потрібно розкрутитися, а компресору - дати циліндрам достатню порцію стисненого повітря. Подібне явище називають "турбоямою", тобто моментом, коли віддача двигуна мінімальна.

Виходячи з цього недоліку відразу виходить і другий - різкий стрибок тиску після того, як двигун долає "турбояму". Це явище отримало назву «турбопідхоплення».

І головним завданням інженерів-мотористів, що створюють наддувні двигуни, є вирівнювання цих явищ для забезпечення рівномірної тяги. Адже «турбояма», за своєю суттю, обумовлюється високою інерційністю системи турбонаддуву, адже для приведення наддуву «в повну готовність» Потрібен певний час.

В результаті потреба в потужності з боку водія в конкретній ситуації призводить до того, що двигун не здатний «видати» всі свої характеристики миттєво. У реального життяце, наприклад, втрачені секунди при складному обгоні.

Безумовно, сьогодні існує низка інженерних хитрощів, що дозволяють мінімізувати і навіть повністю виключити неприємний ефект. В тому числі:

• використання турбіни зі змінною геометрією;
• використання пари турбокомпресорів, розташованих послідовно або паралельно (так звані схеми twin-turdo чи bi-turdo);
• застосування комбінованої схеминаддува.

Турбіна, має змінну геометрію, здійснює оптимізацію потоку вихлопних газів силового агрегату за рахунок зміни в режимі реального часу площі вхідного каналу, через який вони надходять. Подібна схема турбін дуже поширена у турбонаддувах дизельних моторів. Зокрема саме за цим принципом функціонують турбодизелі Volkswagen серії TDI.

Схема з парою паралельних турбокомпресорів використовується, як правило, у потужних силових агрегатах, побудованих за V-подібною схемою, коли кожен ряд циліндрів оснащений власною турбіною. Мінімізація ефекту «турбоями» досягається за рахунок того, що дві малі турбіни мають набагато меншу інерцію, ніж одна більша.

Система з парою послідовних турбін використовується кілька рідше двох перерахованих, але вона забезпечує найбільшу ефективність за рахунок того, що двигун оснащується двома турбінами, що володіють різною продуктивністю.

Тобто при натисканні на педаль «газу» в дію вступає мала турбіна, а при зростанні швидкості та оборотів підключається друга, і вони працюють сумарно. При цьому ефект «турбоями» практично зникає, а потужність наростає планомірно відповідно до прискорення та зростання обертів.

При цьому багато автовиробників використовують навіть не два, а три турбокомпресори, як, наприклад, компанія BMW у своїй схемі triple-turbo. А ось інженери, які проектували суперкар Bugatti, Загалом оснастили силовий агрегат відразу чотирма послідовними компресорами, що дозволило досягти унікальних потужних характеристик при цілком «цивільному» поведінці мотора в рядових режимах їзди.

Привіт, шановні читачі та відвідувачі блогу Автогід.ру.Сьогодні у статті ми з вами розберемося і дізнаємось як працює турбіна на бензиновий двигун. Тема, звичайно, цікава і в першу чергу для власників бензинових турбованих автомобілів. Найчастіше інформації про принцип роботи та влаштування турбіни на бензиновому моторі досить мало або вона надто складна для сприйняття звичайної людини.

Використання турбіни дозволяє будь-якому двигуну з малим обсягом збільшити потужність без зростання витрат палива та скорочення ресурсу експлуатації. Після підключення турбіни мотор ніби отримує невидимий стусан і працює значно швидше. Існують особливості використання бензинових двигунів, оснащених турбінами.

Їх необхідно враховувати для продовження терміну служби пристрою та використання двигуна машини з максимальною ефективністю. Перед тим як говорити про принцип роботи турбіни на бензиновому двигуні треба дізнатися історію її появи та широкого використання виробниками автомобілів.

Історія появи турбованого бензинового двигуна

Перші двигуни внутрішнього згоряння, як і всі технічні першопрохідникимали дуже «сирий» вигляд і вимагали доопрацювання. Час минав і на ринку з'являлися надійні та довговічні моделі бензинових моторів, які радували водіїв своєю невибагливістю в обслуговуванні та витривалістю. Вимоги до моторів серед споживачів зростали і критерії контролюючих органів посилювалися.

Спочатку розвиток бензинових моторів здійснювалося багато в чому екстенсивним шляхом. Для збільшення потужності двигуна його обсяг просто збільшувався. Все було добре якби не зростаючий пропорційно витрата палива і кількість шкідливих викидів у навколишнє середовище. Продовжуватися це більше так не могло і перед інженерами та творцями двигунів внутрішнього згоряння було поставлено дуже непросте завдання.

Домогтися збільшення потужність ДВЗ(двигуна внутрішнього згоряння) без збільшення об'єму двигуна та витрати палива. Рішень було запропоновано велику кількість, але обрано було єдиний правильний напрямок розвитку моторів. Було вирішено працювати над збільшенням ефективності утворення та згоряння паливно-повітряної суміші у моторі автомобіля.

Єдиний вірний спосібзбільшити ефективність згоряння суміші палива та повітря – це збільшити надходження повітря до циліндрів двигуна. При цьому додатковий обсяг повітря повинен був надходити примусово за рахунок тиску, що створюється.

Додаткова кількість повітря значно посилювало згоряння палива в циліндрах двигуна і тим самим вивільняючи додаткові потужності при постійному обсязі. Ідея проста, але потребує реалізації у вигляді появи пристрою для нагнітання повітря в циліндри двигуна.

Для вирішення цього завдання автомобільні інженери вирішили спиратися на розробки авіаційної індустрії. Вона вже давно використовувала турбіни. Перші турбовані бензинові двигуни з'явилися на вантажних автомобіляху тридцятих роках минулого століття. Вантажівки, що використовують турбіни, додали в потужності і оптимізували витрату палива.

Вдалий досвід використання турбіни як пристрою для нагнітання маси повітря вантажних машинахподвиг конструкторів та інженерів автомобільної промисловості прискорити рух у цьому напрямі. Перші автомобілі з бензиновими моторами, оснащеними турбінами, почали продаватися на території США в 60-х роках минулого століття.

Перші моделі автомобілів цього типу автолюбителі зі США зустріли насторожено та з підозрілістю. Тільки через 10 років у 70-х роках минулого століття їх гідно оцінили і почали активно використовувати при створенні машин зі спортивним ухилом. на серійні моделіавтомобілів турбіни встановлювали у дуже малій кількості.

Це було викликано тим, що перші моделі моторів з турбінами виявилися дуже «ненажерливими» і мали багато інших дрібних недоробок, що псують перше враження. Значна витрата палива не дала можливості налагодити широке виробництво машин із турбованими моторами. Значно уповільнило впровадження турбін у мотори нафтової кризи, що закінчилася збільшенням цін на пальне. Люди стали заощаджувати.

Лише наприкінці 90-х років після значного покращення конструкції турбіни та бензинового мотора в цілому вдалося змінити ситуацію. Це стало відправною точкою початку епохи розвитку та становлення бензинових турбованих двигунів.

Турбіна бензинового мотора рахунок використання компресора примусово нагнітає в циліндри масу повітря. Значно підвищується збагачення киснем паливно-повітряної суміші та покращується згоряння бензину. Коефіцієнт корисної діїсуттєво зростає. Ефективність роботи двигуна підвищується при постійному обсязі.

Потужність двигуна при використанні турбіни зростає прямо пропорційно кількості бензину, що спалюється за одиницю часу. Для забезпечення максимального швидкого згоряння палива в циліндрах двигуна необхідний значний обсяг повітря. Саме його у достатній кількості спрямовує турбіна за рахунок роботи компресора. Він примусово подається в циліндри, збагачуючи паливно-повітряну суміш.

Якщо розрізати турбіну бензинового двигуна вздовж корпусу можна побачити наступні робочі елементи:

Корпус підшипників.

Служить для розміщення ротора, представленого валом, що несе на собі турбінні та компресорні кільця, обладнані лопатями. Саме вони при обертанні захоплюють повітря та направляють його в циліндри мотора.

Олійні канали.

Пронизують корпус турбіни немов кровоносні судини на тілі людини. Служать для своєчасної доставки моторного масла до елементів, що труться і обертаються. Знижують цим знос робочих елементів бензинової турбіни.

Підшипник ковзання.

Його головне завдання забезпечити вільне та плавне обертання ротора турбіни з його лопатями для захоплення достатньої кількості повітря. Його мастило і охолодження забезпечує моторне масло, що циркулює в турбіні.

Корпус.

Корпус турбіни, що має форму равлика, забезпечує захист від зовнішніх. механічних впливівробочі елементи пристрою нагнітання повітря.

Привід турбіни бензинового мотора здійснюється за рахунок подачі відпрацьованого газу, енергія якого змушує ротор обертати лопаті. Складного в конструкції та роботі нічого немає, все зрозуміло і досить просто.

При запуску бензинового двигуна відпрацьовані гази і циліндрів двигуна направляються прямо в турбіну. Вони надають руху ротор, віддаючи йому свою енергію. Далі, через приймальну трубу вони надходять у глушник і виводяться в довкілля.

Вал ротора розкручує колесо компресора та лопаткове колесо. Вони захоплюють повітря з довкілля, що надходить через повітряний фільтр двигуна. Він примусово подається у циліндри двигуна. Компресор турбіни може збільшувати тиск повітря до 80%.

Робота турбіни бензинового двигуна дозволяє збагачену киснем паливно-повітряну суміш наповнювати циліндри у великій кількості. Обсяг двигуна залишається постійним, але його потужність значно збільшується. У середньому використання турбіни дає можливість збільшити потужність силової установкимашини на 20–30%.

Що потрібно знати для грамотної експлуатації бензинової турбіни?

Для забезпечення довговічної роботитурбіни на бензиновому моторі не потрібно економити на кількості та якості моторного масла. Любителі пропускати інтервали заміни олії в моторі рано чи пізно зіткнутися з проблемами та порушеннями у роботі турбіни. Вона дуже сприйнятлива до якості масла, що використовується. Дешеве масло не зможе забезпечити необхідний рівень тертя робочих елементів і вони при інтенсивному використанні автомобіля досить швидко прийдуть у непридатність і вимагатимуть заміни.

При покупці автомобіля, оснащеного турбіною, потрібно обов'язково виконати заміну моторного масла і прочищення всієї системи. Змішувати доливаючи інше масло не можна, тому що воно втрачає свої властивості та ефективність його роботи прагне нуля. Повна замінаолії дозволить уникнути шкідливих впливів та посилити захист турбіни бензинового мотора.

Є деякі особливості експлуатації двигуна, оснащеного турбіною. Після тривалої поїздки машиною двигун під час зупинки відразу глушити не потрібно. Необхідно дати йому час попрацювати на неодружених оборотахі трохи охолонути. Різке вимкнення двигуна створює температурний перепад негативним чином, що позначається на міцності та надійності робочих елементів турбіни двигуна.

Переваги та недоліки турбованого мотора

Головною перевагою будь-якого бензинового мотора, оснащеного турбіною, є збільшення його потужності на 20-30%. При однаковому обсязі з традиційним атмосферним ДВЗ його потужність вища на третину. Ефективність використання палива значно підвищується.

Максимальний рівень згоряння паливно-повітряної суміші дозволяє суттєво знизити викид забруднюючих речовин у навколишнє середовище. Максимальне використання турбованих двигунів повсюдно справжня мріязахисника довкілля. На цьому переваги турбованого двигуназакінчуються.

Турбовані мотори дуже вимогливі до якості палива і моторного масла, що використовується. Все це разом призводить до збільшення витрат на використання автомобіля в довгостроковій перспективі. Обслуговування турбованого двигуна вимагатиме від водія великих витрат коштів.

Ремонт турбіни потребує використання спеціального обладнаннята матеріалів. Самостійно його виконати дуже проблематично. Найчастіше століття відремонтованої турбіни недовгий і зрештою знадобиться її заміна. Це може відчутно вдарити гаманця власника машини.

Висновок

Поява турбованих моторів є ще одним щаблем розвитку силової автомобільних установок. Сучасні вимоги до екологічної складової двигуна значно посилюються і конкуренція між виробниками машин загострюється.

Що таке турбокомпресор, принцип дії, із чого складається турбіна і для чого він потрібен. Як допомагає турбіна вашому автомобілю Вся інформація у нашій статті.

Що таке турбокомпресор, його складається і як працює. Детальна стаття на тему пристрою турбіни та принципу дії. Які бувають несправності та проблеми при експлуатації турбін, чому не можна ремонтувати своїми руками та багато іншого.

Пристрій турбокомпресор у машині - що це таке

Призначенням такого автомобільного пристроюЯк турбокомпресор є створення такого тиску повітряних потоківв порожнині колектора впуску, яке згодом дозволяє газам, що відпрацювали, наситити паливно-повітряну суміш, необхідним, для здійснення горіння, елементом - киснем.

Це дозволить розвинути силову установку, розташовану в підкапотному просторі, необхідну потужність. Величина цієї потужності залежить від зміни положення дросельної заслінки, що знаходиться в паливної системи. На неї, у свою чергу, впливає акселератор, більш відомий, як педаль газу.Отримання високих показників потужності можливо іншими способами.

Підвищення числа циліндрів двигуна, внаслідок чого збільшується об'єм двигуна. Крім цього, можна збільшити об'єм самих циліндрів, що також призведе до збільшення об'ємних параметрів камер згоряння палива.

Однак ці варіанти не дуже прийнятні, оскільки споживання палива, а також кількість викидів вихлопних газів в атмосферу значно збільшаться. Тому установка турбіни є, на Наразі, самим оптимальним варіантом, що дозволяє отримати хороші потужнісні показники двигуна внутрішнього згоряння, при цьому зберігши на колишньому рівні або навіть перебільшивши екологічні та економічні результати.

Підшипниковий вузол - являє собою корпус, вилитий із сталі, що забезпечує місце розташування плаваючих підшипників на поверхні валів. Швидкість обертання даної системи може досягати позначки 170 000 об/хв. Агрегат має складний геометричний пристрій системи охолодження. Вимоги до цього вузла: опір зносу, деформації та корозії.

Колесо турбіни - воно розташоване в порожнині корпусу турбоустановки та має штифтове з'єднання з крильчаткою компресора. Температура середовища, в якому експлуатується даний виріб, досягає величини 760 градусів Цельсія. Тому сплави матеріалів, з яких воно виконане, мають високу міцність і стійкість. Також вироби проходить етап покриття поверхні сплавом із нікелю.

Перепускний клапан - керування ним здійснює пневматичний привід. Його призначення полягає в тому, щоб забезпечити безпечну роботу турбіни і запобігти перегріву елементів. Коли тиск підвищується до неприпустимої величини, клапан забезпечує відведення певної кількості повітряної маси шляхом, що проходить за межами турбіни. Цей елемент забезпечує захист двигуна внутрішнього згоряння від надмірного тиску в камерах згоряння. Це допомагає запобігти перевантаженню двигуна.

Кожух турбованого пристрою – матеріалом виготовлення цього агрегату є сфероїдований сплав із чавуну. Теплова дія не загрожує виробам, виконаним із цього матеріалу. Обробка корпусу проводиться у повній відповідності до форми лопатей, розташованих на крильчатці. Як установча база кріплення турбіни використовується фланець впуску. Основними якостями, якими повинен мати турбоагрегат:

1. Ударна міцність.
2. Антиокислювальна стійкість.
3. Міцність.
4. Стійкість до жару.
5. Можливість легкої механічної обробки.

Підшипники ковзання спеціальної модифікації - Високі температури, На яких їм доводиться працювати, не позначаються на зносі та довговічності роботи підшипників. Також, на етапі виробництва, велика увагаприділяється точності виготовлення проток масла та стопорних кілець. Поглинання осьового тискуздійснюється за допомогою гідродинамічного підшипника. На завершення виробництва підшипників ковзання проводиться етап калібрування та центрування.

Корпус компресорний-він складається з одного цілісного елемента. Залежно від типу його виробляють з використанням сплавів алюмінію. Лиття може бути виконане вакуумним способом або пісковим. Кінцевим етапом є обробка, з допомогою якої досягаються необхідні габарити, необхідних забезпечення коректного функціонування деталі.

Колесо компресора - як і кожух його, виплавляється з алюмінію. Однак крильчатки, які розміщені на ньому, у зв'язку з великими показниками навантаження та температури при функціонуванні, виконуються з титанового сплаву. Для забезпечення оптимального функціонування компресорної установки необхідно, щоб лопаті крильчатки були виконані з високої точності і пішли підвищену механічну обробку. На кінцевому етапі відбувається розточування та полірування, що дозволяє підвищити коефіцієнт опору втоми. Розташовується крильчатка в центрі валу. Основними вимогами до всіх елементів компресорного колеса є: здатність чинити опір розтягуванню і корозії.

Компресор турбоустановки щільно закріплений із випускним колектором силової установки за допомогою болтового з'єднання. Вихлопні гази з випускний системипотрапляють у турбінний корпус за допомогою спеціально відведених каналів і розкручують турбіну, що працює за принципом газотурбінного двигуна. Вал здійснює з'єднання турбіни компресорною установкою, розташованою на стику повітряного фільтрата впускного колектора.

Вихлопні гази потрапляють лежить на поверхні лопаток турбіни, цим здійснюючи її обертання. Чим більший обсяг потоку вихлопних газів, тим вища швидкість обертання турбоустановки. Компресорна установка типу нагадує насос відцентрової дії.

Робота його здійснюється наступним чином: відпрацьовані гази потрапляють на поверхні лопатей крильчатки, після чого відбувається розгін їх у бік центру компресорного колеса і подальший вихід їх по повітропроводах в порожнину колектора впускного.

Який у свою чергу забезпечує попадання їх у циліндри двигуна. Компресор здійснює стиск повітря та організацію подальшого надходження його в робочі камери циліндрів.

Які бувають несправності та проблеми при експлуатації турбін

Витік масла з порожнини турбокомпресора призводить до його згоряння в циліндрах двигуна. Виявляється даний дефект викидом відпрацьованих газів сизого відтінку в атмосферу при розгоні автотранспортного засобу. На постійній частоті обертання колінчастого валу це немає.

У робочих камерах циліндрів силової установки згоряє збагачена паливно-повітряна суміш. Це спостерігається, коли відбувається витік частини повітряної маси одному з наступних елементів: повітряна магістраль чи интеркулер. Також нестача кисню в суміші з паливом може не вистачати, оскільки система управління турбіна несправна або вийшла з ладу. Ознакою цієї є викид чорних відпрацьованих газів та труби вихлопу.

Ознаками того, що корпус турбіни тріснув або деформувався через торкання лопатями поверхонь корпусу турбоустановки, є поява характерного скреготу під час роботи турбокомпресора.

Корпус осі турбіни може за коксуватися і робота систем мастила тому може бути порушена. Про це свідчать підтікання олії на поверхні турбінного корпусу, на боці, де розташований компресор.

Відео: які бувають несправності турбіни

• "Маловитратні фреонові турбокомпресори". Автор А.Б. Баренбойм
• "Турбокомпресори". Автор Д.М. Мисарек
• "Турбокомпресори дизелів". Автор Межерицький О.Д.

Принцип дії турбіни ТГМ6

У ТГМ6 встановлено турбокомпресор марки ТК-30. Його принцип роботи полягає у проходженні каналами колекторів вихлопних газів, наступне надходження їх у турбований компресор. Усередині нього рух здійснюється по сопловому апарату, розташованому перед дисковими лопатями.

Завдяки цьому руху відпрацьованих газів, ротор набирає частоту обертання валу пропорційно обсягу повітряного потоку. Цей об'єм залежить від потужності всмоктування компресорного колеса, що у свою чергу працює за сигналом органів управління. Після цього гази, що нагнітаються, надходять у повітроохолоджувальний агрегат, а потім у впускний колектор, який виробляє їх розподілу в порожнині циліндрів двигуна.

Турбокомпресор на автомобіль ВАЗ

Встановлений, на автомобілі ВАЗ, турбокомпресор говорить про те, що автомобіль піддавався тюнінгу і додаткової модернізації. На них встановлюються різні варіантитурбокомпресорних установок, однак найпоширеніший турбокомпресор має маркування TD04HL.

Він встановлюється на двигуни, об'єм яких становить від 1.5 літра до 2.0. літрів. При досягненні тиску надлишку 1 бар, можливе досягнення крутного моменту, що дорівнює 300Нм. Потужні параметри також збільшуються до 250 к.с.

Турбокомпресор має наступні технічні параметри. Робоча кількість оборотів перебуває у діапазоні від 30 до 120 тис. об/хв. Ступінь стиску на максимальних оборотахдосягає позначки 2.9. Витратне повітря - 0,26 кг/с.

Максимальна температура газів перед попаданням у порожнину турбіни дорівнює 700 градусів. Олія при виході може мати тиск від 0.3 до 7 МПа. Маса турбіни не перевищує 9,8 кг. Щоб здійснити встановлення турбіни на автомобіль Камаз, необхідно мати наступне ремонтним комплектом: 4 шпильки, металеві прокладки, колекторну прокладку та прокладку для труби, по якій підводиться олія.

Де придбати турбокомпресор і яка ціна у Москві

Продаж турбокомпресорів у Москві здійснюється у багатьох магазинах та ринках. Залежно від вимог, що пред'являються покупцем, до турбоустановки, ціни на них можуть сильно відрізнятися. Найвідоміший магазин з продажу компресорів – це Турбоост.

Він займається постачанням високоякісних агрегатів, на які дається гарантія на 1 рік. Ціни варіюються від 20 000 до 70 000 рублів. Якість турбін, що продаються на ринках та не спеціалізованих точках продажів, викликає сумніви. Однак і ціни там, в середньому на 5-15 тисяч менше аналогічні товариніж у оригінальних магазинах.

Чому не можна ремонтувати своїми руками

Турбіна вимагає своєчасного технічне обслуговуваннята використання, якісних пально-мастильних матеріалів та фільтрів. На заводі-виробнику виробу проходить кілька етапів контролю якості та відповідності розмірів заданим параметрам.

Робота турбованого пристрою впливає на динамічні якості автотранспортного засобу. Якщо ремонтувати турбіну власноруч, можна деформувати її елементи або засмічити їх сторонніми предметами.

Це може спричинити некоректне функціонування та подальший вихід їх ладу турбоелемента. При різкому прискоренніавтомобіля при обгоні або маневруванні, вихід з ладу турбіни може наразити на небезпеку учасників дорожнього руху.

Призначенням пристрою конденсації є: здійснення створення та подальшого підтримки найнижчих показників тиску відпрацьованої пари на випуску з турбіни, а також здійснення конденсації та повернення його в порожнини систем парових агрегатів. Принцип дії полягає в тому, що кінетична енергія виходить шляхом перетворення потенційної енергії стислих та нагрітих парів води у лопатках парового колеса.

Після цього відбувається перетворення отриманої кінетичної енергії на механічну. Внаслідок цього збільшується частота обертання турбінного валу парового агрегату.

Фізика руху відпрацьованих газів може змінюватись за допомогою змінного сопла. Робота його нагадує принцип дії щипців. При русі автотранспортного засобу в різні моменти необхідне отримання параметрів потужності, що відрізняються. Для цього і створили систему, яка змінює геометрію руху повітряних потоків у турбіні.

Дана система оснащується вакуумним приводом, напрямними лопатками, та механізмом управління. Принцип дії полягає в тому, що зміна положення напрямних лопатей та потоку руху вихлопних газів здійснюється за коштами зміни кута перерізу, яким проходять гази вихлопу. Тим самим на виході виходить тиск, який забезпечує отримання продуктивного параметра потужності.