Turbodúchadlo: Turbodúchadlo

Neustály závod technikov na zvýšenie výkonu ICE viedol k vzniku turbodúchadiel. Toto riešenie sa ukázalo byť najefektívnejším na benzínových aj naftových motoroch.

Je úplne zrejmé, že konečná sila motora je úmerná množstvu zmesi pracujúcej s palivom a vzduchom, ktoré sa dostáva do valcov motora. Je prirodzené, že motor s veľkým množstvom vzduchu, je schopný preniesť viac, a tým poskytnúť viac energie v porovnaní s menším objemom motora. -Li našou úlohou je dostať low-objem spaľovací motor is rovnaká sila, že motory majú väčší objem, potom sa budete musieť nútiť fit rovnaké množstvo vzduchu do valcov motora.

Malé zvýšenie alebo podstatné zvýšenie výkonu

Existuje niekoľko spôsobov, ako vynútiť elektráreň bez preplňovania. Je možné vyrobiť rad konštrukčných zlepšení hlavy valcov, vačkové hriadele športové poskytujú montáž, napájací filter nulový odpor, lepšie očistenie a pri jazde do maximálnej vysokorýchlostnom režime a tým poskytujú väčšie množstvo prívodu vzduchu do valcov.

Je možné a vôbec sa nepokúšať zmeniť množstvo vzduchu vstupujúceho do motora a namiesto toho zvýšiť kompresný pomer a prepnúť na použitie paliva s vyšším oktánovým číslom. Je dokonca možné vyprázdniť valce a zvýšiť ich objem. To tiež zvýši účinnosť vášho motora.

Všetky tieto metódy sú vhodné a fungujú, ale len vtedy, keď sa kapacita plánuje zvýšiť len o 15-20%.

Pokiaľ ide o zásadné zmeny a významné zvýšenie výkonu motora, potom bez kompresora nemôže robiť. Najúčinnejšou metódou je inštalácia turbodúchadla. Navyše, turbodúchadlo je schopné zvýšiť výkon akéhokoľvek motora špeciálne pripraveného na takéto zvýšené zaťaženie.

V predchádzajúcich článkoch sme povrchne vymenovali hlavné prvky turbodúchadla. Teraz sa pozrime bližšie na tie hlavné etapy a procesy, keď vzduch prechádza najprv v systéme s nainštalovaným turbodúchadlom a potom výfukové plyny poháňajú kompresor. Napríklad, vziať dieselový motor s turbodúchadlom.

  • Na samom začiatku dráhy prechádza vzduch cez vzduchový filter a vstupuje do turbodúchadla;
  • Vnútri turbodúchadla prechádza vzduch, ktorý vstupuje do nej, proces kompresie.Súčasne sa zvyšuje množstvo kyslíka potrebné na účinné spaľovanie zmesi paliva a vzduchu na jednotku objemu vzduchu. V tomto okamihu stlačenia je v tomto prípade nežiaduci vplyv zahrievania vzduchu na stlačenie a zníženie jeho hustoty;
  • Pri chladení po stlačení v turbodúchadle vzduch vstupuje do medzichladiča. V medzichladiči sa teplota vzduchu takmer úplne vráti na počiatočnú úroveň. Vďaka chladeniu sa dosiahne zvýšenie hustoty vzduchu a zníži sa pravdepodobnosť výbuchu z použitia následnej zmesi paliva a vzduchu;
  • Pre medzichladič prechádza chladený vzduch škrtiacou klapkou a nachádza sa v sacieho potrubia. Posledným krokom je sací zdvih, keď je pracovná zmes vo valcoch motora;
  • Objem valca je konštantná konštantná hodnota, ktorá závisí od jeho priemeru a zdvihu piestu. Vďaka turbodúchadlu je tento objem aktívne naplnený stlačeným a chladeným vzduchom. To znamená, že množstvo kyslíka vo valci výrazne stúpa v porovnaní s atmosférickými motormi.Nie je ťažké odhadnúť, že čím viac kyslíka je dodávané, tým viac paliva môžete spaľovať pre pracovný zdvih. Spalovanie väčšieho množstva paliva v dôsledku toho vedie k znateľnému zvýšeniu celkového výkonu motora;
  • Po efektívnom spaľovaní zmesi paliva a vzduchu vo valcoch motora príde výfukový zdvih. V tomto bode prechádzajú výfukové plyny do výfukového potrubia cez výfukové ventily. Celý tento prúd vyhrievaného (od 500 ° C do 1100 ° C, v závislosti od typu motora) preniká do turbíny a začne pôsobiť na turbínové koleso. Kolo pod tlakom výfukových plynov prenáša energiu na hriadeľ turbíny a na druhom konci hriadeľa je kompresor.

Týmto spôsobom dochádza k procesu stlačenia čerstvej časti vzduchu pre ďalší pracovný cyklus. Súčasne klesá tlak výfukových plynov a tiež je znížená teplota výfukového plynu. Je to spôsobené tým, že časť energie plynov ide na zabezpečenie prevádzky turbodúchadla na druhej strane hriadeľa turbíny;

Ďalšie komponenty turbodúchadla

Ak hovoríme o špecifických úpravách motora, ako aj rozložení rôznych prvkov v motorovom priestore, turbodúchadlo môže mať niekoľko ďalších prvkov.Už sme spomenuli také systémové detaily ako Wastegate a Blow-Off. Pozrime sa na ne podrobnejšie.

Vyfukovací ventil

Odvzdušnenie je obtokový ventil. Toto zariadenie je inštalované vo vzduchovom systéme. Poloha sa nachádza medzi vývodom kompresora a škrtiacou klapkou. Hlavnou úlohou blokovacích ventilov je zabrániť tomu, aby kompresor dosiahol charakteristický režim prevádzky prepätia.

V takom režime by človek mal chápať moment, kedy sa náhle zatvorí plyn. Pokiaľ ju opísal v jednoduchých slov, prietok prietok vzduchu a vzduchu sama o sebe v systéme sa zníži dramaticky, ale je turbína ešte určitú dobu pokračuje v otáčaní zotrvačnosťou. Zotrvačná turbína sa otáča rýchlosťou, ktorá už nezodpovedá novým potrebám motora a prúd vzduchu takto padol.

Dôsledky po cyklickom prekročení tlaku za kompresorom môžu byť poľutovaniahodné. Jasným znakom skokov je charakteristický zvuk vzduchu, ktorý preniká kompresorom. V priebehu času vystupujú ložiská ložiska turbíny, pretože v čase týchto tlakových rázov uvoľňujú plyn a turbína sa následne prevádzkuje v tomto prechodnom režime.

Blowoff reaguje na tlakový rozdiel v kolektore a spúšťa ho pružina inštalovaná vo vnútri. To umožňuje zistiť okamih, kedy sa škrtiaca klapka náhle preruší. Ak sa škrtiaca klapka ostane zatvorená, potom blokovanie vypúšťa tlak vzduchu, ktorý sa náhle objavil v dýchacích cestách. To vám umožní výrazne chrániť turbodúchadlo a chrániť ho pred nadmerným zaťažením a následným zničením.

Ventilová vetva

Toto riešenie je mechanický ventil. Westgate je inštalovaný na turbínovej časti alebo na samotnom výfukovom potrubí. Úlohou zariadenia je regulovať tlak, ktorý vytvára turbodúchadlo.

Je potrebné poznamenať, že niektoré dieselové pohonné jednotky používajú turbíny vo svojej konštrukcii bez vegegate. Pre motory poháňané benzínom je vo väčšine prípadov predpokladom prítomnosť takého ventilu.

Hlavnou úlohou spoločnosti Wegestgate je zabezpečiť možnosť neobmedzeného odchodu pre výfukové plyny zo systému, ktorý obíde turbínu. Spustenie časti obtoku výfukového plynu umožňuje regulovať požadované množstvo energie týchto plynov. Vzťah je zrejmý, pretože je to výfukový systém, ktorý otáča kompresorové koleso cez hriadeľ.Táto metóda umožňuje efektívne riadiť zvyšovací tlak, ktorý vzniká v kompresore. Najbežnejšia roztok sa prepúšťací ovládanie pre plniaci tlak, ktorý sa vykonáva za použitia čítača vstavanou pružinou. Táto konštrukcia umožňuje sledovať obtokový tok výfukových plynov.

  • Wegestgate môže byť vstavaný aj externý. Integrovaný odpadový priestor má klapku, ktorá je zabudovaná do turbíny. Hausing je populárne nazývaný "slimák" turbíny. Okrem toho má odtokový priestor pneumatický pohon a ťah z tohto pohonu na škrtiacu klapku.
  • Vonkajší typ brány je ventil, ktorý je inštalovaný na výfukovom potrubí pred turbínou. Treba poznamenať, že vonkajšia brána má nepopierateľnú výhodu v porovnaní so zabudovanými bránami. Skutočnosť, že vratná obtokový prúd môže byť recyklovaný späť do výfukového systému dosť ďaleko od výjazdu z turbíny, a športové autá, a to ako pre priame vypúšťanie do atmosféry. Vďaka tomu je možné výrazne zlepšiť výfukových plynov prechádzajúcich turbínou vzhľadom na to, že je tu nedostatok multidirectional tokov.To všetko je veľmi dôležité vo vzťahu k obmedzenému kompaktnému objemu "slimáka".

Výber turbíny pre motor

Správny výber turbodúchadla je hlavným bodom procesu budovania kvalitného turbo motora. Výber turbíny by mal byť založený na mnohých údajoch.

Prvým a hlavným faktorom pri výbere je výkon, ktorý chcete získať ako výsledok motora. Je veľmi dôležité priblížiť tento ukazovateľ rozumne a reálne k zváženiu schopností ICE vo vzťahu k určitému stupňu preplňovania.

Vieme, že výkon elektrárne priamo závisí od množstva zmesi paliva a vzduchu, ktoré spadne do jednotlivých jednotiek. Je potrebné určiť požadovaný index výkonu na samom začiatku. Len potom môže byť vybraná turbína, ktorá bude schopná zabezpečiť dostatočný tok vzduchu na získanie konečného indexu plánovaného výkonu z konštruovanej elektrárne.

Druhým dôležitým ukazovateľom pri výbere turbíny je rýchlosť jeho výkonu na efektívnu podporu. Okrem toho sa tento výkon pre preplňovanie porovnáva s minimálnymi otáčkami motora, pri ktorých nastane injekcia.Čím menšia je turbína alebo menej horúceho hausu (slimáka), tým väčšia je šanca na zlepšenie týchto ukazovateľov. Upozorňujeme, že maximálny výkon je jednoznačne nižší v porovnaní s väčšou turbínou.

V skutočnosti to všetko nie je tak zlé, pretože menšia turbína poskytuje väčší pracovný rozsah v priebehu prevádzky motora. Takáto turbína môže pri otvorení škrtiacej klapky rýchlo pokračovať a konečný výsledok môže byť oveľa pozitívnejší. Použitie väčšej turbíny s veľkým maximálnym výkonom poskytne výhodu v pomerne úzkom rozsahu prevádzky motora pri vysokých otáčkach.

Vlastnosti prevádzky turbodúchadla

Najčastejšou príčinou neúspechu moderných turbodúchadiel je to, že olej zanesie centrálnu nábojku turbíny. Ražba oleja nastáva po rýchlom zastavení turbo po závažnom a dlhšom zaťažení. Faktom je, že zvýšená výmena tepla medzi turbínou a vykurovaným výfukovým potrubím je sprevádzaná neprítomnosťou prietoku čerstvého oleja a prívodu ochladeného vonkajšieho vzduchu do kompresora.Celková prehriatie kazety nastáva a zostávajúci olej zostáva v turbíne.

Zníženie takého negatívneho účinku na minimum umožňuje riešenie vodného chladenia turbíny. Sieť s chladiacou kvapalinou vytvára efekt absorpcie tepla a znižuje úroveň teploty v centrálnej kazete. K tomu dochádza aj po úplnom zastavení motora a pri núdzovom obehu chladiacej kvapaliny. Vzhľadom na to sa odporúča zabezpečiť minimálne nepravidelnosti pozdĺž zvislého prívodu chladiacej kvapaliny a tiež otočiť centrálnu kazetu okolo osi turbíny (to môže byť vykonané pod uhlom asi 25 stupňov).

Navyše, v niektorých prípadoch vyžadujú inštaláciu "turbo časovača". Toto riešenie je zariadenie, ktoré neumožňuje zastavenie motora ihneď po vypnutí zapaľovania. Prístroj vám umožňuje odstrániť kľúč, vytiahnuť z auta, dať auto pod ochranný alarm a potom po určitom čase muflit motor. Pre každodennú prevádzku je turbo-časovač veľmi pohodlný, jednoduchý a praktický na používanie.

Typy turbín: puzdrá a guľkové ložiská

Turbíny typu "spacie" sú už dávno veľmi bežné. Mali niekoľko návrhových chýb, ktoré neumožňovali plne využívať výhody turbo motora. Vznik efektívnejších guľkových ložísk novej generácie postupne nahrádza riešenia puzdier. Napríklad Garrettove guľkové ložiská, ktoré sú korunou inžinierskej myšlienky, sa používajú na mnohých závodných motoroch.

Dnes guľôčkové ložisko turbíny je optimálne riešenie, pretože je potrebné oveľa menšie množstvo oleja, v porovnaní s analógmi průchodkových. Upozorňujeme, že inštalácia obmedzovača oleja na vstupe do turbodúchadla je veľmi žiadúca, najmä ak je tlak oleja v systéme na úrovni nad 4 atm. Je nutné olej vypustiť špeciálnym prístupom k palete, berúc do úvahy, že odtok musí byť nad hladinou oleja.

Vždy pamätajte, že vypúšťanie oleja z turbíny sa uskutočňuje nezávisle a pod vplyvom gravitácie.Znalosť tejto skutočnosti určuje potrebu orientácie centrálnej kazety turbíny tak, aby vypúšťanie oleja smerovalo nadol.

Indikátor, ktorý určuje reakciu turbíny na stlačenie plynového pedála, dokazuje silnú závislosť od samotnej konštrukcie centrálnej nábojovej dosky turbíny. Riešenie guličkových ložísk od firmy Garrett je schopné o 15% rýchlejšie pokračovať v pretlaku v porovnaní s analógmi náboja. Guľôčkové turbíny znižujú účinok turbodúchadla a čo najviac využívajú turbomotor na jazdu s takým atmosférickým motorom, ktorý má veľký pracovný objem.

Guľôčkové ložiská majú ďalší pozitívny aspekt. Takéto turbíny vyžadujú podstatne nižší tok oleja, ktorý prechádza cez náplň a mazivo ložiská. Riešenie výrazne znižuje pravdepodobnosť úniku oleja cez olejové tesnenia. Turbíny s guličkovými ložiskami nie sú nadmerne náročné na kvalitu oleja a sú tiež menej náchylné k otáčaniu po plánovanom alebo náhlej zastávke motora.

Zhrňte výsledky

Použitie moderných turbín od popredných výrobcov nám umožňuje hovoriť o získaní motorov s vynikajúcim dynamickým výkonom.Účinok turbodúchadla, ako aj prísne požiadavky na prevádzku turbovrtuľových motorov sa nedávno výrazne znížili, zvýšila sa spoľahlivosť hromadných turbo-nabíjacích systémov. Aktívne používanie elektronických riadiacich jednotiek umožňuje zvýšiť turbodúchadlá na úplne novú úroveň kvality.

Takéto vlastnosti umožňujú toto riešenie dôverne prekonať veľké objemové atmosferické látky pre takmer všetkých. Dnes je pre mnohých majiteľov automobilov preplňované vozidlo výkonnou, spoľahlivou, dynamickou a takmer ideálnou voľbou pre každodenné aj športové jazdy!

Aby ste sa nakoniec uistili všemocnosti turbodúchadla, stačí sledovať ďalšie fascinujúce video. Sme na tejto pozitívnej poznámke, že je čas dokončiť a zostáva len želanie čitateľom stabilnej podpory a úplnej absencie turbo!