АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Турбокомпрессор это: Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

3 мая, 2023 by admin

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

12.07.2017 #Турбокомпрессор

Для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания широкое применение находят специальные агрегаты — турбокомпрессоры. О том, что такое турбокомпрессор, каких типов бывают эти агрегаты, как они устроены и на каких принципах основана их работа, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — основной компонент системы агрегатного наддува двигателей внутреннего сгорания, агрегат для повышения давления во впускном тракте двигателя за счет энергии отработавших газов.

Турбокомпрессор применяется для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания без коренного вмешательства в его конструкцию. Данный агрегат повышает давление во впускном тракте двигателя, обеспечивая подачу в камеры сгорания увеличенного количества топливно-воздушной смеси. В этом случае сгорание происходит при более высокой температуре с образованием большего объема газов, что приводит к повышению давления на поршень и, как следствие, к росту крутящего момента и мощностных характеристик двигателя.

Применение турбокомпрессора позволяет увеличить мощность двигателя на 20-50% с минимальным увеличением его стоимости (а при более значительных доработках рост мощности может достигать 100-120%). Благодаря своей простоте, надежности и эффективности системы наддува на основе турбокомпрессоров находят самое широкое применение на всех типах транспортных средств с ДВС.

Типы и характеристики турбокомпрессоров

Сегодня существует большое разнообразие турбокомпрессоров, но их можно разделить на группы по назначению и применимости, типу используемой турбины и дополнительному функционалу.

По назначению турбокомпрессоры можно разделить на несколько типов:

• Для одноступенчатых систем наддува — один турбокомпрессор на двигатель, либо два и более агрегатов, работающих на несколько цилиндров;
• Для последовательных и последовательно-параллельных систем надува (различные варианты Twin Turbo) — два одинаковых или разных по характеристикам агрегата, работающих на общую группу цилиндров;
• Для двухступенчатых систем наддува — два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые работают в паре (последовательно друг за другом) на одну группу цилиндров.

Наиболее широкое применение находят одноступенчатые системы наддува, построенные на основе одного турбокомпрессора. Однако такой системе может присутствовать два или четыре одинаковых агрегата — например, в V-образных двигателях используются отдельные турбокомпрессоры на каждый ряд цилиндров, в многоцилиндровых моторах (более 8) могут применяться четыре турбокомпрессора, каждый из которых работает на 2, 4 или более цилиндров. Меньшее распространение получили двухступенчатые системы наддува и различные вариации Twin-Turbo, в них используется два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые могут работать только в паре.

По применимости турбокомпрессоры можно условно разделить на несколько групп:

• По типу двигателя — для бензиновых, дизельных и газовых силовых агрегатов;
• По объему и мощности двигателя — для силовых агрегатов малой, средней и большой мощности; для высокооборотистых двигателей, и т.д.

Турбокомпрессоры могут оснащаться турбиной одного из двух типов:

• Радиальной (радиально-осевой, центростремительной) — поток отработавших газов подается на периферию крыльчатки турбины, движется к ее центру и выводится в осевом направлении;
• Осевой — поток отработавших газов подается вдоль оси (к центру) крыльчатки турбины и выводится с ее периферии.

Сегодня применяются обе схемы, но на двигателях небольшого объема чаще можно встретить турбокомпрессоры с радиально-осевой турбиной, а на мощных силовых агрегатах предпочтение отдается осевым турбинам (хотя это и не является правилом). Независимо от типа турбины, все турбокомпрессоры оснащаются центробежным компрессором — в нем воздух подается к центру крыльчатки и отводится от ее периферии.

Современные турбокомпрессоры могут иметь различный функционал:

• Двойной вход — турбина имеет два входа, на каждый из них поступают отработавшие газы от одной группы цилиндров, такое решение снижает перепады давления в системе и улучшает стабильность наддува;
• Изменяемая геометрия — турбина имеет подвижные лопасти или скользящее кольцо, посредством которых можно изменять поток отработавших газов на рабочее колесо, это позволяет изменять характеристики турбокомпрессора в зависимости от режима работы двигателя.

Наконец, турбокомпрессоры отличаются основными эксплуатационными характеристиками и возможностями.

• Степень повышения давления — отношение давления воздуха на выходе компрессора к давлению воздуха на входе, лежит в пределах 1,5-3;
• Подача компрессора (расход воздуха через компрессор) — масса воздуха, проходящая через компрессор за единицу времени (секунду), лежит в пределах 0,5-2 кг/с;
• Рабочий диапазон оборотов — лежит в пределах от нескольких сотен (для мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей) до десятков тысяч (для современных форсированных двигателей) оборотов в секунду. Максимальная скорость ограничена прочностью рабочих колес турбины и компрессора, при слишком высокой скорости вращения за счет центробежных сил колесо может разрушиться. В современных турбокомпрессорах периферийные точки колес могут вращаться со скоростями 500-600 и более м/с, то есть — в 1,5-2 раза быстрее скорости звука, это и обуславливает возникновение характерного свиста турбины;
• Рабочая/максимальная температура отработавших газов на входе в турбину — лежит в пределах 650-700°С, в отдельных случаях достигает 1000°С;
• КПД турбины/компрессора — обычно составляет 0,7-0,8, в одном агрегате КПД турбины обычно меньше КПД компрессора.

Типовая схема системы агрегатного наддува воздуха ДВС

Также агрегаты отличаются размерами, типом монтажа, необходимостью применять вспомогательные компоненты и т.д.

Конструкция турбокомпрессора

В общем случае турбокомпрессор состоит из трех основных узлов:

1. Турбина;
2. Компрессор;
3. Корпус подшипников (центральный корпус).

Турбина — агрегат, преобразующий кинетическую энергию отработавших газов в механическую энергию (в крутящий момент колеса), которая обеспечивает работу компрессора. Компрессор — агрегат для нагнетания воздуха. Корпус подшипников связывает оба агрегата в единую конструкцию, а расположенный в нем вал ротора обеспечивает передачу крутящего момента от колеса турбины на колесо компрессора.

Разрез турбокомпрессора

Турбина и компрессор имеют схожую конструкцию. Основой каждого из этих агрегатов выступает корпус-улитка, в периферийной и центральной части которого расположены патрубки для соединения с системой наддува. У компрессора впускной патрубок всегда находится в центре, выпускной (нагнетательный) — на периферии. Такое же расположение патрубков у осевых турбин, у радиально-осевых турбин расположение патрубков обратное (на периферии — впускной, в центре — выпускной).

Внутри корпуса располагается колесо с лопатками специальной формы. Оба колеса — турбинное и компрессорное — удерживаются общим валом, который проходит через корпус подшипников. Колеса — цельнолитые или составные, форма лопаток турбинного колеса обеспечивает максимально эффективное использование энергии отработавших газов, форма лопаток компрессорного колеса обеспечивает максимальный центробежный эффект. В современных турбинах высокого класса могут использоваться составные колеса с керамическими лопатками, которые имеют низкую массу и обладают лучшими характеристиками. Размер колес турбокомпрессоров автомобильных двигателей — 50-180 мм, мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей — 220-500 и более мм.

Оба корпуса монтируются на корпус подшипников с помощью болтов через уплотнения. Здесь располагаются подшипники скольжения (реже — подшипники качения специальной конструкции) и уплотнительные кольца. Также в центральном корпусе выполняются масляные каналы для смазки подшипников и вала, а в некоторых турбокомпрессорах и полости водяной рубашки охлаждения. При монтаже агрегат соединяется с системами смазки и охлаждения двигателя.

В конструкции турбокомпрессора могут быть предусмотрены и различные вспомогательные компоненты, в том числе детали системы рециркуляции отработавших газов, масляные клапаны, элементы для улучшения смазки деталей и их охлаждения, регулировочные клапаны и т.д.

Детали турбокомпрессора изготавливаются из специальных марок стали, для колеса турбины применяются жаропрочные стали. Материалы тщательно подбираются по коэффициенту температурного расширения, что обеспечивает надежность конструкции на различных режимах работы.

Турбокомпрессор включается в систему наддува воздуха, в которую также входят впускной и выпускной коллекторы, а в более сложных системах — интеркулер (радиатор охлаждения наддувного воздуха), различные клапаны, датчики, заслонки и трубопроводы.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбокомпрессора

Функционирование турбокомпрессора сводится к простым принципам. Турбина агрегата внедряется в выпускную систему двигателя, компрессор — во впускной тракт. Во время работы мотора выхлопные газы поступают в турбину, ударяются о лопатки колеса, отдавая ему часть своей кинетической энергии и заставляя ее вращаться. Крутящий момент от турбины посредством вала напрямую передается на колеса компрессора. При вращении колесо компрессора отбрасывает воздух на периферию, повышая его давление — этот воздух подается во впускной коллектор.

Одиночный турбокомпрессор имеет ряд недостатков, основной из которых — турбозадержка или турбояма. Колеса агрегата имеют массу и некоторую инерцию, поэтому не могут мгновенно раскручиваться при повышении оборотов силового агрегата. Поэтому при резком нажатии на педаль газа турбированный двигатель разгоняется не сразу — возникает короткая пауза, провал мощности.

Вопросы обслуживания и ремонта турбокомпрессоров

Турбокомпрессор нуждается в минимальном техническом обслуживании. Главное — вовремя производить замену масла и масляного фильтра двигателя. Если мотор еще может какое-то время работать на старом масле, то для турбокомпрессора оно может стать смертельно опасным — даже незначительное ухудшение качества смазочного материала на высоких нагрузках может привести к заклиниванию и разрушению агрегата. Также рекомендуется периодически очищать детали турбины от нагара, что требует ее разбора, однако эту работу следует выполнять только с применением специального инструмента и оборудования.

Неисправный турбокомпрессор в большинстве случаев проще заменить, чем ремонтировать. Для замены необходимо использовать агрегат того же типа и модели, что был установлен на двигателе ранее. Монтаж турбокомпрессора с иными характеристиками может нарушить работу силового агрегата. Подбор, монтаж и настройку агрегата лучше доверять специалистам — это гарантирует правильное выполнение работ и нормальную работу двигателя. При правильной замене турбокомпрессора двигатель снова обретет высокую мощность и сможет решать самые сложные задачи.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

31.08. 2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Что такое автомобильный турбокомпрессор — устройство и как работает

Многие слышали слово «турбо», но толком не представляют — что это такое. Это обозначение скрывает наличие турбокомпрессора двигателя под капотом машины. Расскажем что такое автомобильный турбокомпрессор, как работает (устройство) и для чего нужен.

• Как работает
• Что такое турбояма
• Что такое перепускной клапан
• Битурбо или твинтурбо
• Что такое турботаймер

Как работает

Турбокомпрессор — это устройство для увеличения мощности мотора за счет большего подаваемого воздуха в цилиндры.

Принцип работы турбокомпрессора в следующем: в мотор попадает топливовоздушная смесь, которая сгорая уходит в выхлопную трубу. На входе выпускного коллектора стоит крыльчатка, которая жестко соединена с другой крыльчаткой, находящейся на впускном коллекторе.

Когда, выхлопные газы выходят из мотора, они раскручивают крыльчатку, которая находится во выпускном коллекторе. Та в свою очередь раскручивает крыльчатку в впускном коллекторе.

В двигатель поступает больше воздуха, а соответственно и топлива. Чем больше сгорает топлива, тем больше мощность. И, чтобы сжечь больше топлива, нужно больше количества воздуха. Турбокомпрессор мотора поставляет больше воздуха, в результате получаем существенную прибавку в мощности машины.

Что такое интеркулер? Он нужен для охлаждения подаваемого воздуха в авто. Нельзя бесконечно много подавать воздуха, т.к повышается его плотность при нагреве. Для охлаждения используют интеркулер — дополнительный радиатор.

Что такое турбояма

Следует отметить, что крыльчатка может развивать до 200 000 оборотов в минуту. Вследствие этого, у турбокомпрессора имеется большая инерционность, которая получила в народе название «турбояма».

Суть турбоямы в следующем. При резком нажатии на педаль газа, крыльчатка очень медленно набирает обороты и приходится ждать несколько секунд, когда начнет поступать воздух в двигатель. Благо, производители в той или иной степени избавились от данного эффекта, а именно стали устанавливать два перепускных клапана или ставить турбины с изменяемой геометрией.

Первый перепускной клапан предназначен для отработавших газов, а второй, чтобы перепускать излишний воздух из впускного коллектора в трубопровод до турбокомпрессора двигателя.

Что получается? При сбросе газа обороты крыльчатки турбо уменьшаются очень медленно. А если будет резко нажата педаль газа, то воздух в двигатель поступит в полном объеме. Эффект турбоямы равен времени открытия перепускного клапана.

Также применяется механизм изменения геометрии турбины.

Дополнительное кольцо с управляемыми лопатками позволяет поддерживать поток выхлопных газов не только постоянным, но и управлять им. На низких оборотах, когда поток невелик, поперечное сечение турбины уменьшается, что увеличивает скорость газов, поступающих на колесо, повышая ее мощность. На высоких оборотах лопасти полностью открывают вход газам, увеличивая пропускную способность турбины.

Что такое перепускной клапан турбины

Его цель — пустить часть выпускного газа в обход турбины, таким образом ограничив скорость вращения крыльчатки и соответственно и давление на впускном коллекторе. Они бывают двух видов: внутренние и внешние. На большинстве автомобильных турбокомпрессоров используются внутренние.

Внешние перепускные клапана, устанавливаются отдельно от турбины и ставятся на гоночные машины. Они более надежны, но их размер часто не способствует удачному расположению под капотом гражданской машины. Одно из преимуществ внешнего клапана — возможность регулировки механизма.

Битурбо или твинтурбо

В первом случае, это означает наличие двух турбокомпрессоров двигателя авто, установленных параллельно, а втором — наличие трех турбокомпрессоров. Часто «битурбо» или «твинтурбо» используют лишь на спортивных автомобилях, а также на гражданских машинах со спортивными параметрами.

Применение нескольких турбокомпрессоров выгодно, т.к. они отличаются размерами. Один будет обладать большей инерцией, а другой — меньшей. В итоге первый турбокомпрессор автомобиля будет работать при малых и средних оборотах двигателя, а второй при оборотах близких к максимальным.

Что такое турботаймер

Проблема возникает если сильно нагреть турбокомпрессор — это движение авто на высоких скоростях по трассе, езда по бездорожью или с прицепом. После остановки мотора охлаждение раскаленного турбокомпрессора резко ухудшается. Масло не подаётся, тепло уходит в подшипниковый узел, остатки смазки в подшипнике и его уплотнениях начинают закоксовываться. Это приводит к нарушению расчетного режима работы.

А вращение ротора без подачи масла под давлением провоцируют появление задиров.

Для сохранения ресурса после работы на повышенных оборотах турбина должна «отдохнуть» 1-2 минуты на холостом ходу. Это нужно, чтобы при остановке разгоряченной оборотами турбины, масло на подшипниках не вскипело, поэтому она крутится на холостых оборотах постепенно снижая температуру. Поработав несколько минут, турбина остывает, и двигатель можно заглушить.

Устройство, именуемое турботаймером, позволяет при выключении зажигания глушить двигатель через время, которое можно запрограммировать, либо оно определяется автоматически, исходя из температуры мотора. В отсутствие такого прибора водитель должен обеспечить «режим остывания» самостоятельно. Производители штатно не ставят турботаймер из-за норм экологии — чтобы не загрязнять окружающую среду при холостой работе мотора.

Штатно автокомпании (VW, Skoda, Porsche) на многие модели с турбонаддувом устанавливают электрические циркуляционные насосы, которые при необходимости подают к турбокомпрессору охлаждающую жидкость. Это происходит и после остановки двигателя — антифриз некоторое время циркулирует, препятствуя перегреву. Тогда в турботаймере нет необходимости.

Основы турбокомпрессора

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Проблемы турбонаддува
• Турбокомпрессоры с фиксированной геометрией
• Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
• Расширение ширины карты компрессора
• Несколько компрессоров
• Усиленный турбонаддув
• Системы повышения давления
• Прочность и материалы турбокомпрессора
• Подшипники турбокомпрессора

Abstract : Турбокомпрессоры представляют собой центробежные компрессоры, приводимые в действие турбиной выхлопных газов и используемые в двигателях для повышения давления наддувочного воздуха. Производительность турбокомпрессора влияет на все важные параметры двигателя, такие как расход топлива, мощность и выбросы. Прежде чем перейти к более подробному обсуждению особенностей турбокомпрессора, важно понять ряд фундаментальных понятий.

• Конструкция турбокомпрессора
• Компрессор турбонагнетателя
• Основные принципы процесса сжатия
• Карты компрессора
• Турбокомпрессор Турбина
• Турбинное извлечение энергии
• Производительность турбины
• Эффективность турбокомпрессора

Турбокомпрессор состоит из колеса компрессора и колеса турбины для выхлопных газов, соединенных сплошным валом, и используется для повышения давления всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания. Турбина выхлопных газов извлекает энергию из выхлопных газов и использует ее для привода компрессора и преодоления трения. В большинстве автомобильных применений и компрессор, и турбинное колесо имеют радиальный тип потока. В некоторых приложениях, таких как средне- и низкооборотные дизельные двигатели, можно использовать колесо турбины с осевым потоком вместо турбины с радиальным потоком. Поток газов через типовой турбокомпрессор с радиальным компрессором и турбинными колесами показан на рисунке 1 9.0052 [482] .

(Источник: Швитцер)

Центр-Корпус. Общий вал турбина-компрессор опирается на систему подшипников в центральном корпусе (корпусе подшипника), расположенном между компрессором и турбиной (рис. 2). Узел вала-колеса (SWA) относится к валу с присоединенными колесами компрессора и турбины, т. е. к вращающемуся узлу. Вращающийся узел центрального корпуса (CHRA) относится к SWA, установленному в центральном корпусе, но без корпусов компрессора и турбины. Центральный корпус обычно отливается из серого чугуна, но в некоторых случаях может использоваться и алюминий. Уплотнения помогают предотвратить попадание масла в компрессор и турбину. Турбокомпрессоры для двигателей с высокой температурой выхлопных газов, таких как двигатели с искровым зажиганием, также могут иметь охлаждающие каналы в центральном корпусе.

Вид в разрезе турбонагнетателя отработавших газов для бензинового двигателя, показывающий колесо компрессора (слева) и колесо турбины (справа). Подшипниковая система состоит из упорного подшипника и двух полностью плавающих подшипников скольжения. Обратите внимание на каналы охлаждения.

(Источник: БоргВарнер)

Подшипники турбокомпрессора

Подшипники. Система подшипников турбонагнетателя кажется простой по конструкции, но она играет ключевую роль в ряде важных функций. Некоторые из наиболее важных из них включают: контроль радиального и осевого движения вала и колес и минимизацию потерь на трение в системе подшипников. Системам подшипников уделяется значительное внимание из-за их влияния на трение турбонагнетателя и его влияние на эффективность использования топлива двигателем.

За исключением некоторых крупных турбокомпрессоров для тихоходных двигателей, подшипники, поддерживающие вал, обычно располагаются между колесами в выступающем положении. Такая гибкая конструкция ротора гарантирует, что турбонагнетатель будет работать на скоростях выше своей первой и, возможно, второй критической скорости и, следовательно, может подвергаться воздействию динамических условий ротора, таких как завихрение и синхронная вибрация.

Уплотнения. Уплотнения расположены на обоих концах корпуса подшипника. Эти уплотнения представляют собой сложную конструктивную проблему из-за необходимости поддерживать низкие потери на трение, относительно большие перемещения вала из-за зазора в подшипнике и неблагоприятных градиентов давления при некоторых условиях.

Эти уплотнения в первую очередь служат для предотвращения попадания всасываемого воздуха и выхлопных газов в центральный корпус. Давление во впускной и выпускной системах обычно выше, чем в центральном корпусе турбокомпрессора, которое обычно соответствует давлению в картере двигателя. Таким образом, они в первую очередь предназначены для герметизации центрального корпуса, когда давление в центральном корпусе ниже, чем во впускной и выпускной системах. Эти уплотнения не предназначены для использования в качестве основного средства предотвращения утечки масла из центрального корпуса в выхлопную и воздушную системы. Обычно предотвращается контакт масла с этими уплотнениями с помощью других средств, таких как маслоотражатели и вращающиеся маслоотражательные кольца.

Уплотнения турбонагнетателя отличаются от мягких манжетных уплотнений, которые обычно используются во вращающемся оборудовании, работающем при гораздо более низких скоростях и температурах. Уплотнение типа поршневого кольца является одним из часто используемых типов. Он состоит из металлического кольца, похожего по внешнему виду на поршневое кольцо. Уплотнение остается неподвижным при вращении вала. Лабиринтные уплотнения — еще один тип, который иногда используется. Как правило, уплотнения вала турбонагнетателя не предотвращают утечку масла, если перепад давления меняется на противоположный, так что давление в центральном корпусе выше, чем во впускной или выпускной системах.

###

Что такое турбокомпрессор? | Market Prospects

Турбокомпрессоры часто используются для увеличения объема всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания, тем самым увеличивая выходную мощность.

Что такое турбонаддув (турбо)?

Турбокомпрессор представляет собой воздушный компрессор, приводимый в действие выхлопными газами, образующимися при работе двигателя внутреннего сгорания, через конструкцию, состоящую из статора и ротора. Подобно нагнетателю, оба увеличивают поток воздуха в двигатель внутреннего сгорания или котел, делая машину более эффективной. Он широко используется в автомобильных двигателях. Используя тепло и поток выхлопных газов, турбонагнетатели могут увеличить мощность двигателей внутреннего сгорания. Некоторые автомобили используют турбокомпрессоры не для увеличения мощности двигателя, а через турбокомпрессоры. Благодаря двигателю с меньшим объемом цилиндров можно улучшить экономию топлива и защиту окружающей среды без ущерба для выходной мощности двигателя.

Как правило, вес двигателя внутреннего сгорания для транспортного средства увеличивается после добавления нагнетателя, а также увеличивается энергия, используемая для преодоления инерции. Поскольку турбонагнетатель большую часть времени использует выхлопные газы двигателя в качестве источника энергии, он имеет преимущества перед нагнетателем, приводимым в движение коленчатым валом двигателя. Однако, когда двигатель работает на низкой скорости, скорость потока выхлопных газов низкая, поэтому, когда скорость вращения лопастей турбонагнетателя не соответствует минимальным требованиям, производительность наддува не такая идеальная, как у нагнетателя, и турбонаддув происходит отставание. Однако с развитием технологий турбокомпрессоры стали использоваться раньше для повышения эффективности двигателя на низких скоростях.

Вообще говоря, если мы видим Turbo или T в задней части автомобиля, это означает, что двигатель, используемый в автомобиле, является двигателем с турбонаддувом. Функция турбонаддува заключается в увеличении воздухозаборника двигателя, тем самым увеличивая мощность и крутящий момент двигателя, чтобы у автомобиля было больше мощности для вращения и передачи. После оснащения двигателя турбокомпрессором его максимальная мощность может быть увеличена на 40% и даже больше, чем без нагнетателя. Это означает, что тот же двигатель может производить больше мощности после наддува.

Например, у самого распространенного турбированного двигателя 1.8Т после наддува мощность может достигать уровня двигателя 2.4л, но расход топлива ненамного выше, чем у двигателя 1.8. С другой стороны, это улучшение экономии топлива и снижение выбросов выхлопных газов. Однако после наддува сильно повышаются давление и температура двигателя при его работе. Следовательно, срок службы двигателя будет короче, чем у двигателя с таким же рабочим объемом, но без наддува, и это повлияет на механические характеристики и характеристики смазки, что также ограничивает применение технологии турбонаддува к двигателю до определенного предела. степень.

Принцип турбонаддува:

Самые ранние турбокомпрессоры использовались в спортивных автомобилях или формульных болидах, чтобы двигатель мог развивать большую мощность в гоночных соревнованиях, где рабочий объем двигателя был ограничен.

Двигатель вырабатывает энергию за счет сжигания топлива в цилиндре, поскольку количество подаваемого топлива ограничено количеством воздуха в цилиндре. Следовательно, мощность, вырабатываемая двигателем, также будет ограничена. Если рабочие характеристики двигателя наилучшие, увеличение выходной мощности может увеличить количество топлива только за счет большего сжатия воздуха в цилиндре, тем самым улучшив характеристики сгорания. Таким образом, в современных технических условиях турбокомпрессор является единственным механическим устройством, способным увеличить выходную мощность двигателя при неизменной эффективности работы.

Турбокомпрессор — это воздушный компрессор, который увеличивает подачу воздуха в двигатель за счет сжатия воздуха. Турбокомпрессор использует инерционный импульс выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя, для привода турбины в камере турбины, а турбина приводит в движение коаксиальную крыльчатку, которая нагнетает воздух, направляемый через трубу воздушного фильтра, для нагнетания его в цилиндр.

Когда частота вращения двигателя увеличивается, скорость выпуска отработавших газов и скорость вращения турбины также увеличиваются синхронно, и крыльчатка сжимает больше воздуха в цилиндр. Давление и плотность воздуха увеличиваются, чтобы сжечь больше топлива. Увеличьте объем топлива и соответствующим образом отрегулируйте двигатель. скорости, выходная мощность двигателя может быть увеличена.

Устройство турбонаддува не сложное. Устройство турбонаддува в основном состоит из камеры турбины и нагнетателя. Во-первых, впускной патрубок камеры турбины соединяется с выпускным коллектором двигателя, а выпускной патрубок соединяется с выхлопной трубой. Затем впускной порт нагнетателя соединяется с патрубком воздушного фильтра, а выпускной порт соединяется с впускным коллектором. Наконец, турбина и рабочее колесо установлены в камере турбины и нагнетателе соответственно и жестко соединены соосно.

Типы турбонаддува:

1. Механическая система наддува:
   Это устройство устанавливается на двигатель и соединяется с коленчатым валом двигателя ремнем и получает мощность от выходного вала двигателя для привода ротора нагнетатель вращается, тем самым нагнетая воздух во впускной коллектор. Преимущество заключается в том, что турбодвигатель вращается с той же скоростью, что и двигатель, поэтому запаздывания нет, а подача мощности очень плавная. Однако из-за того, что он установлен на вращающемся валу двигателя, он все же потребляет часть мощности, и эффект наддува невысок.
2. Система повышения давления Airwave:
   Сжатие воздуха обеспечивается пульсирующими воздушными волнами выхлопных газов высокого давления. Эта система имеет хорошие характеристики наддува и хорошее ускорение, но в целом устройство относительно тяжелое и не подходит для установки в автомобиле небольшого объема.
3. Система турбонаддува отработавших газов:
   Это наиболее распространенное устройство турбонаддува. Нагнетатель не имеет механической связи с двигателем. Это воздушный компрессор, который увеличивает всасывание воздуха за счет сжатия воздуха. Он использует инерционный импульс выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя, для привода турбины в камере турбины, а турбина приводит в движение коаксиальную крыльчатку, которая нагнетает воздух, направляемый через трубку воздушного фильтра, для нагнетания его в цилиндр. Когда скорость двигателя увеличивается, скорость выброса выхлопных газов и скорость рабочего колеса также увеличиваются синхронно, и рабочее колесо сжимает больше воздуха в цилиндр, а давление и плотность воздуха увеличиваются, чтобы сжечь больше топлива, и соответствующее увеличение объема топлива. может увеличить мощность двигателя. выходная мощность. Мощность и крутящий момент двигателя после установки турбокомпрессора ОГ увеличатся на 20%-30%. Однако технология турбонагнетателя выхлопных газов также имеет свои особенности, которые следует отметить: насосное колесо и турбина соединены валом. Выхлопной газ, выходящий из двигателя, приводит во вращение насосное колесо, а насосное колесо приводит во вращение турбину. давление. Нагнетатель установлен на выпускной стороне двигателя, поэтому рабочая температура нагнетателя очень высока, а скорость вращения ротора при работе нагнетателя высока, что может достигать сотен тысяч оборотов в минуту. Такая высокая скорость и температура делают обычные механические игольчатые или шарикоподшипники неспособными работать на ротор, поэтому в турбокомпрессорах обычно используются полностью плавающие подшипники, которые смазываются маслом и охлаждаются охлаждающей жидкостью.
4. Составная система наддува:
   То есть турбонаддув отработавших газов и механический наддув используются вместе. Это устройство часто используется в дизельных двигателях большой мощности. Выходная мощность двигателя большая, расход топлива низкий, шум небольшой, но конструкция слишком сложная, техническое содержание высокое, а обслуживания недостаточно.

Недостатки двигателей с турбонаддувом:

Турбонаддув действительно может увеличить мощность двигателя, но у него также есть много недостатков, наиболее очевидным из которых является запаздывание отклика выходной мощности. Из-за инерции крыльчатки реакция на резкое изменение акселератора медленная. Существует разница во времени между нажатием на педаль акселератора для увеличения мощности и поворотом крыльчатки для подачи большего количества воздуха в двигатель для получения большей мощности, и это время не является коротким. Как правило, улучшенному турбонагнетателю требуется не менее 2 секунд для увеличения или уменьшения выходной мощности двигателя. Если вы резко ускоритесь, вы почувствуете, что не можете увеличить скорость в одно мгновение.

С развитием технологий, хотя различные производители турбокомпрессоров совершенствуют технологию турбокомпрессора, благодаря принципам конструкции ощущение от вождения автомобиля, оснащенного турбокомпрессором, такое же, как и у автомобиля с большим рабочим объемом. Если ваш автомобиль часто ездит по городу, действительно необходимо подумать, нужен ли турбо, потому что турбо не всегда включается. На самом деле, при повседневном вождении очень мало возможностей для активации или даже неиспользования турбонаддува, что влияет на повседневную производительность двигателя с турбонаддувом.

Кроме того, у турбонаддува также есть проблемы с обслуживанием. Для 1.8T турбину необходимо будет заменить примерно через 60 000 км пробега. Хотя количество раз не так уж и много. В конце концов, это добавило плату за техническое обслуживание автомобиля, что особенно важно для автовладельцев, чья экономическая ситуация не особенно благоприятна.

Использование двигателей с турбонаддувом:

Турбокомпрессор использует выхлопные газы двигателя для привода турбины. Каким бы продвинутым он ни был, это все же набор механических устройств. Поскольку его рабочая среда часто находится на высокой скорости и при высокой температуре, температура на стороне турбины нагнетателя превышает 600 градусов. Скорость нагнетателя также очень высока, поэтому для обеспечения нормальной работы нагнетателя важно правильно его использовать и обслуживать.

• После запуска двигателя автомобиля не нажимайте резко на педаль акселератора, а дайте ему поработать на холостом ходу в течение трех минут. Это делается для повышения температуры моторного масла и улучшения характеристик потока, чтобы турбонагнетатель мог быть полностью смазан, а затем можно было увеличить скорость двигателя, чтобы начать движение. Особенно актуально зимой, а прогрев машины занимает не менее 5 минут.
• После того, как двигатель долгое время работал на высоких оборотах, его нельзя сразу заглушить. Причина в том, что при работающем двигателе. Часть моторного масла подается на подшипник ротора турбокомпрессора для смазки и охлаждения. После того, как работающий двигатель внезапно остановится, давление масла быстро упадет до нуля, смазка маслом будет прервана, и масло не сможет отвести тепло внутри турбонагнетателя. В это время высокая температура турбинной части турбонагнетателя будет передаваться в середину, и тепло в опорном корпусе подшипника не может быть быстро отведено, пока ротор нагнетателя все еще вращается с высокой скоростью под действием инерция. Это приведет к застреванию вала турбонагнетателя между втулкой вала и повреждению подшипника и вала. Кроме того, после резкого выключения двигателя температура выпускного коллектора в это время высокая. И его тепло будет поглощаться корпусом турбокомпрессора, а моторное масло, оставшееся внутри турбокомпрессора, выкипит в нагар. Когда этот нагар накапливается все больше и больше, он блокирует впускное отверстие для масла, что приводит к нехватке масла во втулке вала и ускоряет износ между валом турбины и втулкой вала. Поэтому перед выключением двигателя его следует три минуты поработать на холостом ходу, чтобы снизить скорость вращения ротора турбокомпрессора. Кроме того, стоит отметить, что турбированные двигатели также не подходят для длительной работы на холостом ходу, и их вообще следует выдерживать в пределах 10 минут.
• Будьте внимательны при выборе моторного масла. За счет роли турбокомпрессора улучшаются качество и объем воздуха, поступающего в камеру сгорания, конструкция двигателя становится более компактной и рациональной, а более высокая степень сжатия заставляет двигатель работать интенсивнее. Точность обработки также выше, а требования к технологии сборки строже. Все это определяет высокую температуру, высокую скорость, высокую мощность, высокий крутящий момент и низкие рабочие характеристики двигателя с турбонаддувом. В то же время он также определяет условия работы, при которых внутренние части двигателя должны выдерживать более высокие температуры и большие силы удара, выдавливания и сдвига. Поэтому при подборе моторного масла для автомобилей с турбонаддувом необходимо учитывать его особенности. Используемое масло должно обладать хорошей износостойкостью, стойкостью к высоким температурам, формировать блок смазочной масляной пленки, высокой прочностью масляной пленки и хорошей стабильностью. Синтетическое моторное масло или полусинтетическое моторное масло как раз могут удовлетворить это требование, поэтому в дополнение к лучшему моторному маслу, указанному заводом-изготовителем, также можно использовать высококачественные смазочные масла, такие как синтетическое моторное масло и полусинтетическое моторное масло.
• Моторное масло и фильтр должны содержаться в чистоте, чтобы предотвратить попадание загрязнений, поскольку зазор между валом турбокомпрессора и втулкой очень мал, и если смазывающая способность моторного масла уменьшится, турбокомпрессор будет преждевременно утилизирован.
• Необходимо вовремя чистить воздушный фильтр, чтобы предотвратить попадание пыли и других примесей на быстровращающееся рабочее колесо компрессора, что приводит к нестабильной частоте вращения или повышенному износу втулок и уплотнений вала.
• Необходимо часто проверять, является ли уплотнительное кольцо турбокомпрессора пчелой. Потому что, если уплотнительное кольцо не будет уплотнено, выхлопные газы попадут в систему смазки двигателя через уплотнительное кольцо, что загрязнит масло, и давление в картере будет быстро расти.

  Comments |0|

  Cancel

  Remember me

  * Name:

  * @ Email:

  Website:

   
  Legend

  *) Required fields are marked
  **) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
  
  Category: Разное