Turbokompresora iekārta: apraksts, darbības princips, galvenie elementi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Pirms turpināt apsvērt pašu turbokompresora ierīci, jums jāzina, ka iekšdedzes dzinēja jauda ir pilnībā atkarīga no tā, cik daudz gaisa un degvielas tajā nonāk. Tāpēc, palielinot šos rādītājus, palielināsies arī iekšdedzes dzinēja jauda.

Turbīnas apraksts

Turbokompresora ierīce un tās izskats ir rezultāts pastāvīgām cilvēku sacīkstēm, lai palielinātu dzinēja jaudu. Šeit ir svarīgi piebilst, ka šāda turbīna ir kļuvusi par efektīvu risinājumu ne tikai benzīna dzinējiem, bet arī dīzeļa modeļiem. Visbiežāk šādas ierīces tiek uzstādītas tiem dzinējiem, kuriem tiek piegādāts neliels gaisa daudzums. Šeit ir svarīgi saprast sekojošo: jo lielāks ir pats dzinējs, jo vairāk gaisa un degvielas tas patērē un vairāk jaudas. Lai panāktu tādu pašu jaudu no mazāka dzinēja, ir jāpalielina gaisa daudzums, kas ietilpst cilindros.

Turbokompresors ir ierīce, kas paredzētalai, izmantojot izplūdes gāzes, iespiestu dzinējā lielu gaisa daudzumu. Turbokompresoram ir divi galvenie elementi - turbīna un centrbēdzes sūknis. Šīs divas daļas savā starpā ir savienotas ar stingru asi. Elementi griežas ar ātrumu līdz 100 000 apgriezieniem minūtē, un tie arī darbina kompresoru.

Turbīnu daļas

Turbokompresora ierīce ietver 8 daļas. Ir turbīnas ritenis, kas griežas korpusā ar īpašu formu. Galvenais mērķis ir nodot izplūdes gāzu enerģiju kompresoram. Šo elementu montāžas izejmateriāls ir karstumizturīgi materiāli, piemēram, keramika.

Turbokompresora ierīcē ir arī kompresora ritenis, kas iesūc gaisu. Tas arī nodarbojas ar tā saspiešanu un iesmidzināšanu dzinēja cilindros. Ritenis atrodas īpašā korpusā, piemēram, turbīnā. Abi šie riteņi ir uzstādīti uz rotora vārpstas, kuras rotācija tiek veikta uz slīdgultņiem.

Turbokompresora konstrukcijai un darbībai, īpaši benzīna dzinējos, nepieciešama papildu dzesēšana. Parasti tā ir šķidruma dzesēšanas sistēma. Papildus pašas sistēmas dzesēšanai tiek atdzesēts arī saspiestais gaiss. Šim nolūkam turbīnai ir gaisa vai šķidruma tipa starpdzesētājs. Gaisa dzesēšana ir būtiska, jo tā palielina tā blīvumu un līdz ar to arī spiedienu.

Šo sistēmu kontrolē spiediena regulators. Šis apvada vārsts spējierobežot izplūdes gāzu plūsmu. Tādā veidā daži paies garām turbīnas ritenim.

Darba būtība

Turbokompresora ierīce un tās darbības princips ir balstīts uz izplūdes gāzu izmantošanu. Šo gāzu enerģija virzīs turbīnas riteni. Lai pārnestu šo enerģiju, turbīnas ritenis ir piestiprināts pie rotora vārpstas, to pagriežot. Tādā veidā enerģija tiek pārnesta uz kompresora riteni. Šis elements ir iesaistīts gaisa piespiešanā sistēmā, kā arī tā saspiešanā. Saspiestais gaiss iet caur starpdzesētāju, kas to atdzesē. Pēc tam viela nonāk tieši dzinēja cilindros.

Papildinformācija

Turbokompresora ierīce un darbības princips savā ziņā ir neatkarīgi, no vienas puses, no iekšdedzes dzinēja, jo nav stingra savienojuma ar motora vārpstu. No otras puses, griešanās ātrums joprojām kaut kādā veidā ietekmē turbīnas efektivitāti. Tas ir savienots šādā veidā. Jo vairāk apgriezienu dzinējs veiks, jo jaudīgāka būs izplūdes gāzu plūsma. Sakarā ar to palielināsies turbīnas vārpstas griešanās ātrums, kas nozīmē, ka palielināsies gaisa daudzums, kas nonāks cilindros.

Turbokompresora konstrukcijai un darbībai ir vairākas negatīvas puses. Viens no trūkumiem tiek saukts par "turbo lag". Strauji nospiežot gāzes pedāli, straujais jaudas pieaugums tiks nedaudz aizkavēts. Pēc izbraukšanas cauri "turbojam" ir straujš spiediena lēciens,ko sauc par "turbo pacēlāju".

Trūkumu novēršana

Pirmā trūkuma parādīšanās ir saistīta ar to, ka sistēma ir inerciāla. Šīs parādības dēļ pastāv neatbilstība starp turbīnas veiktspēju un jaudu, kas nepieciešama dzinējam. Ir trīs veidi, kā atrisināt šo problēmu. Tā kā dīzeļa turbokompresora ierīce ir līdzīga benzīna ierīcei, tie ir arī piemēroti tam. Lūk, ko varat darīt:

1. Izmantojiet mainīgas ģeometrijas turbīnu.
2. Izmantojiet divus paralēlus vai divus secīgus kompresorus.
3. Izmantojiet kombinēto paaugstināšanas sistēmu.

Kas attiecas uz mainīgas ģeometrijas turbīnu, tā var atrisināt problēmu, mainot ieplūdes vārsta laukumu. Šādu sistēmu ļoti bieži izmanto dīzeļdzinējos.

Dažādu sistēmu apraksts

Mērķis, turbokompresora ierīce ir tāda pati kā parastajai turbīnai. Galvenā atšķirība ir tā, ka instrumentam ir tikai 5 galvenās daļas, nevis 8.

Tiek izmantota paralēli savienotu turbīnu sistēma. Šāda sistēma vislabāk piemērota pietiekami jaudīgiem V veida dzinējiem. Šajā gadījumā katrai cilindru rindai ir uzstādīts viens mazs turbokompresors. Priekšrocība ir tāda, ka vairāku mazu ierīču inerce ir mazāka nekā vienai lielai turbīnai.

Kompresora ierīce un darbības princips neatšķiras atkarībā nono tā tilpuma tomēr tam ir liela nozīme, piemēram, ja tiek izmantots divu turbīnu seriālais savienojums. Šādā gadījumā katra ierīce tiks aktivizēta ar noteiktu ātrumu.

Tiek izmantota arī pastiprināšanas sistēma, kurā tiek izmantots gan mehāniskais, gan turbokompresors. Ja dzinēja apgriezieni ir zemi, tiek ieslēgta mehāniskā ierīce gaisa sūknēšanai. Ja tiek pārsniegts noteikts slieksnis, mehāniskā ierīce izslēgsies un sāks darboties turbokompresors.

Kādas ir turbīnas priekšrocības

Lietojot kompresoru, izceļas šādas priekšrocības:

1. Šīs ierīces plaša izmantošana ir kļuvusi iespējama tās dizaina vienkāršības un uzticamības dēļ. Turklāt šīs ierīces ieviešana iekšdedzes dzinēja sistēmā palielina motora jaudu par aptuveni 20-35%.
2. Pats kompresors nevar izraisīt bojājumu, jo tā darbība ir tieši atkarīga no citām sistēmām, piemēram, gāzes sadales.
3. Iespējams ietaupīt no 5 līdz 20% degvielas. Ja mazā dzinējā uzstādīsiet turbīnu, degvielas sadegšanas process kļūs efektīvāks, kas nozīmē, ka efektivitāte palielināsies.
4. Laba šādu dzinēju priekšrocība ir vērojama uz ceļiem, kas iet, piemēram, kalnos. Tas ir īpaši pamanāms, salīdzinot ar atmosfēras ekvivalentiem.
5. Turbokompresora konstrukcija un darbības princips ļauj tam darboties kā papildu klusinātājam izplūdes sistēmā.

Lietojumprogrammas funkcijas

Neskatoties uz to, ka pats kompresors praktiski nekļūdās, ik pa laikam rodas situācijas, kad tā darbība apstājas.

Šodien visizplatītākais turbokompresora izslēgšanas iemesls ir turbīnas centrālās kasetnes aizsērēšana ar eļļu. Visbiežāk šāda problēma rodas tāpēc, ka pēc ilgstošas un nopietnas turbokompresora slodzes tā darbs pēkšņi apstājas. Lai atbrīvotos no šīs nepatikšanas, ir nepieciešams uzstādīt ūdens dzesēšanas sistēmu. Šīs sistēmas līnijas radīs siltuma absorbcijas efektu, kas samazinās temperatūru centrālajā kārtridžā. Ir vērts atzīmēt, ka šis efekts parādīsies kādu laiku pēc dzinēja pilnīgas apstāšanās, kā arī pēc pilnīgas dzesēšanas šķidruma cirkulācijas pārtraukšanas.

Turbīnu dažādība

Attiecībā uz turbokompresora veidiem ir uzmavas un lodīšu gultņu tips.

Ja runājam par bukse tipa turbokompresoriem, tie ir lietoti diezgan ilgu laiku. Tomēr tiem bija vairāki trūkumi, kas bija saistīti ar to dizaina iezīmēm. Tas neļāva 100% izmantot šādas sistēmas potenciālu. Jaunāki ir lodīšu gultņu bloki, kuros ir ņemtas vērā nepilnības un tāpēc pamazām tiek nomainīti bukses kompresori.

Salīdzinot šos divu veidu turbīnas, lodīšu gultnis tiek uzskatīts par ekonomiskāku, jo tas ievērojami patērēmazāk eļļas nekā piedurknes tips. Tāpat kompresoriem ir indikators, kas ir atbildīgs par turbīnas reakciju uz gāzes pedāļa nospiešanu. Lodīšu gultņu tipa turbīnām šis rādītājs ir labāks, kas ļauj uzlabot reakciju par aptuveni 15%, salīdzinot ar piedurknēm.

Ierīces darbības traucējumi

Šeit jāsaka, ka turbokompresors ir vienīgais dzinēja stiprinājums, kas darbības laikā ir cieši saistīts ar gandrīz visām pārējām transportlīdzekļa sistēmām. Pamatojoties uz to, kļūst pilnīgi skaidrs, ka minimālas novirzes jebkuras sistēmas darbībā novedīs pie tā, ka kompresora nodilums ievērojami palielināsies. Līdz šim ir vairāki iemesli, kas visbiežāk kļūst par šķērsli turbīnas darbībā:

• Mehānismā var iekļūt svešķermeņi. Motora lielā griešanās ātruma dēļ tas var izraisīt bojājumus, piemēram, lāpstiņriteni.
• Smērvielu trūkums. Jo lielākas ir dinamiskās slodzes, jo lielāka iespēja, ka notiks eļļas "plēves" iznīcināšana. Tas savukārt novedīs pie "sausas" berzes, kas sistēmu ietekmē visnegatīvāk. Šīs darbības traucējumu cēlonis var būt jebkurš iemesls, kura dēļ eļļa pilnībā nesasniedz. Piemēram, aizsērējuši eļļas cilindri, filtri, eļļas sūkņa nodilums utt.