Принцип работы турбокомпрессора: Конструкция, принцип действия и установка турбокомпрессора

Содержание

Конструкция, принцип действия и установка турбокомпрессора

Конструкция, принцип действия и установка турбокомпрессора

Каждый автолюбитель хоть раз, но слышал слова «турбокомпрессор», «турбина» или, по-другому, – «газотурбинный нагнетатель». При упоминании турбокомпрессора или турбонаддува автовладелец сразу же думает о мощности и быстроте, ведь именно с этими словами и связан турбокомпрессор.

Что именно происходит под капотом Вашего автомобиля и в двигателе, снабженном турбиной, мы и расскажем в данной статье.

Турбокомпрессор аналогичен воздушному насосу. То есть турбокомпрессор – это конструкция, состоящая из самого компрессора и газовой турбины.

Компрессор состоит из ротора и корпуса. Лопатки ротора компрессора имеют особенную форму, которая позволяет им засасывать воздух через центр ротора и отбрасывать его на стенки корпуса компрессора. Благодаря этому происходит сжатие воздуха, и через впускной коллектор он попадает в двигатель. Габариты компрессора зависят от скорости вращения турбины и от количества воздуха, необходимого двигателю.

Газовая турбина также состоит из ротора и корпуса. Горячие отработанные газы, выходящие из выпускного коллектора, проходят по внутреннему каналу газовой турбины и попадают в турбокомпрессор. Этот канал постепенно начинает сужаться, и газы, проходящие через него, ускоряются и попадают в корпус, который выполнен в форме улитки. Оттуда отработанные газы направляются к ротору турбины и приводят ее во вращение.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбокомпрессора заключается в следующем: энергия, которая необходима для сжатия воздуха, поступает от турбины, что совершает обороты за счет энергии потока отработанных газов.

При максимальной энергии отработанных газов и турбина будет вращаться гораздо быстрее. В свою очередь, компрессор тоже будет вращаться быстрее и закачивать больше воздуха.

Коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания напрямую зависит от того, какое количество воздуха попадет в цилиндры ДВС. Чем больше воздуха в цилиндрах, тем больше сгорает топлива, за счёт этого влияния турбокомпрессора на двигатель и повышается мощность мотора.

Несмотря на то, что принцип работы турбокомпрессора очень прост, сам агрегат представляет собой довольно тонкое устройство. Для турбокомпрессора требуется исключительно точная подгонка деталей внутри самого устройства и идеально слаженная работа турбокомпрессора и двигателя. При отсутствии слаженной работы между этими деталями последний не только будет работать неэффективно, но и может быть испорчен. Поэтому очень важно следовать технологии установки и обслуживания.

В нашем ассортименте представлен широкий выбор турбокомпрессоров от лидеров производства в этой области. В розничных магазинах и на территории оптовых центров Вы можете приобрести турбокомпрессоры БЗА,чешские турбокомпрессоры CZ Strakonice, турбокомпрессоры ЯМЗ, турбокомпрессоры HYUNDAI, а также скачать подробную инструкцию по установке турбокомпрессора.


ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТАНОВКЕ ТУРБОКОМПРЕССОРА

   

Внимание!

Запрещается применять любые герметики. Куски и обрывки герметика выводят турбину из строя.

Исключите попадание песка и пыли в маслоподающую и маслосливную магистраль. Песок из турбины не вымывается. Он измельчается, оставаясь в подшипниках скольжения.

Соблюдайте правила пожарной безопасности.

Помните:

Несоблюдение правил установки турбокомпрессора ведет к его поломке!

Воздушный фильтр:

  • проверьте герметичность коробки и крепления крышки воздушного фильтра;
  • почистите коробку фильтра и заборный патрубок;
  • промойте воздушные патрубки от фильтра к турбине, от турбины к всасывающему коллектору двигателя и коллектор двигателя от пыли и налипшего песка.

Турбокомпрессор:

  1. Приведите ротор турбины в движение пальцами и запомните, с каким усилием он вращается. При последующих работах периодически прокручивайте ротор, сравнивая усилие вращения.
  2. Перед соединением с турбиной промойте бензином маслоподающую магистраль.
  3. Перед монтажом маслоподающего патрубка залейте в турбину масло, пользуясь шприцом и прокручивая ротор рукой.
  4. Не затягивайте основательно маслоподающую трубку, чтобы получить визуальное подтверждение наличия подачи масла.
  5. Убедитесь в том, что есть свободный слив масла в поддон картера продувкой магистрали.
  6. Прикрутите все патрубки от фильтра к турбине, кроме воздуховодного, для того, чтобы можно было контролировать вращение ротора визуально.
  7. Запустите двигатель на 10-20 секунд. Контролируйте появление масла из незатянутого до конца стыка маслоподающего шланга.
  8. Проверьте усилие вращения ротора турбины (п.2).
  9. Если масло не появилось, повторите п.п.8,9 два-три раза до появления масла.
  10. Затяните маслоподающий шланг, заведите двигатель на одну минуту.
  11. Проверьте, как крутится ротор турбины рукой.
  12. Если нет изменений усилия вращения ротора, наденьте воздуховодный патрубок от фильтра к турбине, затяните и проверьте крепление хомутов, запустите двигатель, прогрейте двигатель на холостом ходу, проверьте работу турбины на различных режимах двигателя.
  13. При появлении посторонних звуков, исходящих от турбины (вой, свист и т.д.) на различных оборотах двигателя, а также при появлении масла в воздуховодных патрубках, немедленно заглушите двигатель и обратитесь к специалистам. Не принимайте никаких действий по разборке турбины.

Практические советы по обслуживанию турбокомпрессора

Если двигатель нуждается в ремонте, а признаки указывают, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден турбокомпрессор или нет. Это можно сделать, пользуясь таблицей, приведенной на стр. 5. Если точно установлено, что турбокомпрессор неисправен, нужно обязательно отыскать причину этого. Если ее не устранить, новый турбокомпрессор, установленный взамен неисправного, тоже выйдет из строя; иногда это происходит впервые же секунды после запуска двигателя.

Чтобы быть уверенным в качестве приобретаемого нового или отремонтированного турбокомпрессора, рекомендуется покупать его у официальных дилеров производителя, а ремонтировать только в фирмах, имеющих специальное оборудование и разрешение, подтвержденное сертификатом соответствия. При самостоятельной установке турбокомпрессора следует выполнять приведенные указания:

  • Сливные маслопроводы: снять и полностью прочистить. Убедиться в отсутствии вмятин, повреждений, пережатий. Случается, что шланги и резиновые патрубки через некоторое время разбухают изнутри, что затрудняет движение масла. В случае сомнений рекомендуется заменить резиновые части новыми деталями.
  • Сапун двигателя: снять и полностью очистить. Нужно следовать тем же указаниям, что и для маслопроводов. Проверить, при необходимости заменить клапаны (если они есть). На сапуне часто устанавливают небольшой конденсатор масла. Его также нужно очистить и проверить.
  • Герметик: не использовать жидкий герметик вокруг подающих и сливных маслопроводов. Большинство материалов этого типа могут растворяться в горячем масле, загрязняя его, что вызывает повреждение подшипников турбокомпрессора.
  • Масло и фильтр: заменить масло в двигателе, а также воздушный и масляный фильтры.
  • Предварительная смазка:
    перед окончательной установкой соединений системы смазки турбокомпрессор должен быть предварительно смазан через отверстие для подвода масла.
  • Запуск: после установки турбокомпрессора запустите двигатель и дайте ему поработать две минуты на холостом ходу. Затем постепенно увеличивайте число оборотов. Совершите пробную поездку. Проверьте установку, чтобы выявить возможные утечки воздуха, отработанных газов или масла.

НЕИСПРАВНОСТИ

АДвигатель глохнет при разгоне
БНедостаток мощности двигателя
ВЧерный выхлоп
ГЧрезмерный расход масла
ДГолубой выхлоп
ЕШум в турбокомпрессоре
ЖПовторяющийся звук в ТКР
3Утечка масла через уплотнение компрессора
ИУтечка масла через уплотнение турбины
АБВГДЕЖ3ИПричинаСпособ устранения
    Элемент воздушного фильтра забитЗамените фильтрующий элемент
   Помехи во впускном канале компрессораУдалите помехи или замените поврежденные детали
      Помехи в выпускном канале компрессораУдалите помехи или замените поврежденные детали
      Помехи во впускном коллекторе двигателяВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя удалите помехи во впускном «коллекторе двигателя
        Утечка воздуха в канале, соединяющем воздушный фильтр и впускной канал компрессораЛибо замените прокладки, либо подтяните соединение
    Утечка воздуха в канале, соединяющем выпускной канал компрессора и впускной коллектор двигателяЛибо замените прокладки, либо подтяните соединение
    Утечка воздуха в соединении впускного коллектора и двигателяВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя либо замените прокладки, либо подтяните соединение
  Помеха в выпускном коллектореВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя удалите помеху
      Помеха в выпускной системеЛибо удалите помеху, либо замените неисправные элементы
     Утечка газов в соединениях выпускного коллектора и двигателяВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя либо замените прокладки, либо подтяните соединение
     Утечка газов из входного канала турбины в соединении с выпускным коллекторомЛибо замените прокладку, либо подтяните соединение
        Утечка газов в системе после выпускного канала турбиныВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя исправьте утечку газов
     Помехи в сливной гидролинии ТКРЛибо удалите помехи, либо замените патрубок сливной гидролинии
     Помехи в системе вентиляции картера двигателяВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя удалите помехи из системы вентиляции
     Картридж ТКР либо закоксован, либо в нем произошло отложение осадкаЗамените масло, масляный фильтр и отремонтируйте или замените ТКР
       Топливная система либо вышла из строя, либо плохо отрегулированаВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя отрегулируйте топливную систему и замените поврежденные детали
       Некорректная работа распредвалаВ соответствии с инструкцией по эксплуатации двигателя замените изношенные детали
   Изношены либо поршневые кольца, либо цилиндры (прорыв газов)В соответствии с инструкцией по эксплуатации отремонтируйте двигатель
   Внутренние неполадки в двигателе (клапаны, поршни)В соответствии с инструкцией по эксплуатации отремонтируйте двигатель
 Грязь пригорела к колесу компрессора или к лопастям диффузораОчистите колесо, найдите и удалите источник грязного воздуха, замените масло и масляный фильтр
  Поврежден ТКРОпределите причину повреждения и замените ТКР
        Неисправность перепускного клапанаПроверьте правильность работы перепускного клапана и его привода
        Высокое давление наддува, отключение зажиганияПроверьте правильность работы перепускного клапана и его привода, замените неисправные детали

Поиск неисправностей в турбокомпрессорах

На нормально работающем двигателе, который своевременно и качественно обслуживается, турбокомпрессор может безотказно работать в течение долгих лет.

Проявление неисправностей может быть следствием:

  • плохой регулировки топливной аппаратуры;
  • недостаточного давления в масляной системе;
  • попадания в турбокомпрессор посторонних предметов;
  • загрязненного масла;
  • разбалансировки ротора;
  • длительной работы двигателя на минимальных оборотах;
  • неправильной остановки двигателя;
  • загрязнения воздушного и масляного фильтров.

Часто турбокомпрессоры снимают с двигателя без предварительной проверки необходимости этого. Ремонт турбокомпрессора можно производить, лишь убедившись в отсутствии неисправностей в двигателе. В большинстве случаев это позволяет избежать бесполезной замены турбокомпрессора.

Чаще всего встречаются следующие признаки неисправностей, связанных с турбокомпрессором:

  • двигатель не развивает полную мощность;
  • черный дым из выхлопной трубы;
  • синий дым из выхлопной трубы;
  • повышенный расход масла;
  • шумная работа турбокомпрессора.

1. Низкая мощность двигателя, черный дым из выхлопной трубы

Оба признака являются следствием недостаточного поступления воздуха в двигатель, причиной чего может быть засорение канала подвода воздуха либо его утечка из впускного или выпускного коллектора. Для этого необходимо проверить следующие элементы:

  • воздушный фильтр;
  • крепления воздуховодов;
  • выпускной коллектор, его уплотнения, систему выпуска;
  • турбокомпрессор (следы трения роторов турбины и турбокомпрессора).

Для начала нужно запустить двигатель, после чего прослушать шум, производимый турбокомпрессором.

Имея некоторый опыт, можно довольно быстро определить утечку воздуха между выходом турбокомпрессора и двигателем по свисту, который возникает при этом. После этого проверьте, не засорен ли воздушный фильтр.

Проверьте (в случае необходимости) количество поступающего воздуха, пользуясь техническими данными турбокомпрессора. Затем заглушите двигатель, снимите уплотнение между воздушным фильтром и турбокомпрессором и проверьте отсутствие или наличие выброса масла из турбокомпрессора.

Проверьте отсутствие повреждений гофры соединения воздушного фильтра и турбокомпрессора, продуйте или замените воздушный фильтр.

Кассета воздушного фильтра должна быть сухой. Промойте и продуйте воздухом охладитель воздуха, расположенный между турбокомпрессором и воздуховодом подачи воздуха на двигатель. Убедитесь в отсутствии прорывов выхлопных газов из-под креплений выхлопного коллектора, проверьте надежность крепления резьбовых соединений выхлопного коллектора.

Теперь повращайте вал турбокомпрессора, чтобы установить, свободно ли он вращается, нет ли повышенного износа или повреждения ротора турбины или турбокомпрессора. Обычно ось всегда имеет небольшой люфт, но если при вращении турбокомпрессора рукой ротор турбины и турбокомпрессора задевает или трется о корпус, налицо явный износ, требующий капитального ремонта турбокомпрессора.

Если после проверки всех элементов неисправности не обнаружены, значит падение мощности возникло не из-за турбокомпрессора. Необходимо искать неисправности в самом двигателе.

2. Синий дым из выхлопной трубы

Появление синего дыма является следствием сгорания масла, причиной которого может быть либо его утечка в турбокомпрессоре, либо неисправности в двигателе.

Нужно проверить следующие элементы:

  • воздушный фильтр;
  • трубу сливного маслопровода и сапун двигателя.

Прежде всего проверьте воздушный фильтр: любое препятствие на пути воздуха к турбокомпрессору может стать причиной утечки масла со стороны турбокомпрессора. В этом случае за ротором турбокомпрессора образуется разряжение, что вызывает засасывание масла из среднего корпуса.

Следующим этапом проверки будет снятие корпусов турбины и турбокомпрессора для проверки свободного вращения вала и отсутствия повреждений роторов.

Затем проверьте сливной маслопровод от турбокомпрессора к корпусу двигателя на отсутствие повреждений, сужений и пробок.

Засорение этого маслопровода или повышенное давление в картере двигателя (в большинстве случаев вызываемое засорением системы вентиляции картера) приводит к тому, что масло из турбокомпрессора не возвращается в масляный картер двигателя. Проверьте, не повышено ли давление газов в картере.

Используйте масло, рекомендуемое производителем для двигателей с турбонаддувом!

Не следует упускать из виду тот факт, что в масляный картер сливается не только масло, в нем присутствует также часть отработанных газов и сжатого воздуха, из турбины и турбокомпрессора. В этой смеси на одну часть масла приходится 4-5 частей газов.

В последнюю очередь снимите выпускной коллектор двигателя и проверьте наличие следов масла. Если следы масла не обнаружены — ищите неисправность в двигателе.

3. Повышенный расход масла (без синего дыма)

Проверьте воздушный фильтр, а затем крепления корпуса турбины турбокомпрессора и давление в нем. Оцените люфт в роторе турбокомпрессора, проверьте отсутствие следов износа от трения ротора турбокомпрессора и турбины о стенки соответствующих корпусов. Это обнаруживается по люфту вала ротора турбокомпрессора.

Если ничего необычного не выявлено, следует искать неисправность за пределами турбокомпрессора. Иногда постоянная утечка масла происходит через турбину турбокомпрессора, притом, что она находится в исправном состоянии. Практика показывает, что «виноват» в этом засоренный сливной маслопровод или повышенное давление в масляном картере двигателя. Как уже разъяснялось выше, по этому маслопроводу течет не только масло, но и большое количество газов. Поэтому идеальной формой для этого маслопровода была бы прямая труба, отходящая от турбокомпрессора и без изгибов идущая в масляный картер двигателя, вывод которой в картере располагался бы чуть выше нормального уровня масла в нем. Важным является также диаметр маслопровода. В случае турбокомпрессоров небольшого размера, таких как Garret 73, 704B или 3LD Holset-KKK-Shwitzer, диаметр маслопровода составляет 20 мм. Как говорилось выше, в идеале труба маслопровода должна напрямую, без изгибов и горизонтальных частей, соединять турбокомпрессор с картером двигателя. Однако большинство сливных маслопроводов очень редко бывают подобной формы. При значительном износе двигателя возникают трудности со сливом масла.

4. Шумная работа турбокомпрессора

Если турбокомпрессор шумит при работе, следует проверить следующие элементы:

  • крепление воздуховодов;
  • систему выпуска;
  • подшипники (отсутствие повреждений из-за нехватки масла или загрязненного масла).

Проверьте все трубопроводы, находящиеся под давлением: вход и выход турбокомпрессора, систему выпуска.

Полностью снимите сливной маслопровод и трубку сапуна. Тщательно проверьте, не засорились и не пережаты ли они.

Проверьте легкость вращения оси турбины и отсутствие трения роторов турбины и турбокомпрессора и их повреждения посторонними предметами. Если установлено, что роторы трутся или повреждены, снимите и замените турбокомпрессор.

Ни в коем случае не используйте герметик для крепления подающего и сливного маслопроводов турбокомпрессора. Большинство герметиков при контакте с горячим маслом растворяются в нем. Такое загрязненное масло может повредить подшипники и кольца турбокомпрессора.

Очень часто остатки герметика вызывают засорение масляных каналов внутри турбокомпрессора.

Не забудьте смазать турбокомпрессор перед его установкой. Промойте двигатель, замените масло, установите новые масляный и воздушный фильтры.

Следует обращать внимание на правильность запуска и остановки двигателя с турбокомпрессором. Если заглушить двигатель, работающий на высоких оборотах, турбокомпрессор продолжает вращаться без смазки, потому что давление моторного масла почти равно нулю. При этом повреждаются подшипники и кольца турбокомпрессора.

Другие статьи

#Палец поршневой

Палец поршневой: прочная связь поршня и шатуна

02.02.2022 | Статьи о запасных частях

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.

#Уплотнитель стекла

Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла

17.11.2021 | Статьи о запасных частях

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

#Переходник ключа карданный

Переходник ключа карданный: удобная работа под углом

10.11.2021 | Статьи о запасных частях

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

Принцип работы турбокомпрессора | robals.ru

Для получения более четкого представления о принципе работы турбокомпрессора, необходимо ознакомиться с системой функционирования двигателя внутреннего сгорания. На сегодняшний день, большинство дизельных легковых и грузовых автомобилей оснащаются 4-х тактными поршневыми двигателями, работа контролируется при помощи впускных и выпускных клапанов. Каждый рабочий цикл состоит из 4 тактов при 2 полных оборотах коленвала. 

  • Впуск – при движении поршня вниз, воздух (в дизельном двигателе) или смесь топлива и воздуха (в бензиновом двигателе) проходит через открытый впускной клапан.
  • Компрессия – происходит сжатие горючей массы.
  • Расширение – смесь воздуха и топлива воспламеняется при помощи свечей (бензиновый двигатель), дизельное топливо впрыскивается под давлением и воспламенение происходит произвольно.
  • Выпуск – при движении поршня вверх, выпускаются выхлопные газы.

Данные принципы работы предоставляют следующие пути увеличения эффективности работы двигателя:

  1. Увеличение объема
  2. Увеличение скорости работы двигателя
  3. Турбокомпрессия

Увеличение объема

Увеличение объема обеспечивает увеличение мощности двигателя, так как увеличение камеры сгорания позволяет нагнетание большего объема воздуха и большее колличество сжигаемого топлива. Увеличение объема может быть достигнуто путем увеличения колличества цилиндров или увеличения объема каждого цилиндра. В целом, увеличения объема приводит к увеличению массы двигателя. Этот способ не обеспечивает значительных преимушеств по уровню выбросов и потреблению топлива.

Увеличение скорости работы двигателя

Другим способом увеличения мощности двигателя является увеличение скорости работы двигателя. Увеличение скорости проводится путем увеличения колличества ходов поршня на единицу времени. Однако, по техническим причинам этот способ имеет жесткие ограничения. Увеличение скорости работы двигателя приводит к увеличению потерь при накачивании и других операциях, что вызывает падение эффективности работы.

Турбокомпрессия

При применении двух первых способов, двигатель обеспечивается только собственным нагнетанием. Воздух для сгорания проходит прямо в цилиндр во время впускного такта. При использовании турбокомпрессора, воздух, поступающий в камеру сгорания предварительно сжимается. В двигатель поступает тот же объем воздуха, однако, более высокое давление обеспечивает прохождение большего колличества воздушной массы, что позволяет увеличить объем сжигаемого топлива. Таким образом, при использовании турбокомпрессора, мощность двигателя увеличивается по отношению к его объему и колличеству потребляемого топлива.

Охлаждение нагнетаемого воздуха

В ходе компрессии, нагнетаемый воздух нагревается до 180 С. При охлаждении, плотность воздуха увеличивается,что позволяет увеличить объем нагнетаемого воздуха.
Охлаждение нагнетаемого воздуха является одной из немногих мер по увеличению мощности двигателей внутреннего сгорания, которые положительно влияют на уровень потребления топлива и уровень выброса вредных веществ. Снижение температуры входящего воздуха обеспечивает снижение температуры сгорания и, таким образом, снижение колличества вырабатываемого NO (x). Увеличение плотности воздуха снижает расход топлива и уровень загрязнения окружающей среды.

Существуют два типа турбокомпрессии – механическая турбокомпрессия и компрессия выхлопных газов.

Механическая турбокомпрессия

При механической турбокомпрессии, воздух сжимается при помощи компрессора, приводимого от двигателя. Однако, часть получаемого увеличения мощности уходит на привод компрессора. В зависимости от размера двигателя, мощность, необходимая для привода компрессора составляет от 10 до 15% от общей выработки двигателя. Таким образом, при сравнении с обычным двигателем такой же мощности, двигатель с механической турбокомпрессией имеет повышенный расход топлива.

Турбокомпрессия выхлопных газов

При использовании компрессии выхлопных газов, энергия газа, которая не используется в обычных условиях, направлена на привод турбины. Компрессор находится на одном валу с турбиной и обеспечивает забор, сжатие и подачу воздуха в камеру сгорания. В этом случае механичекие соединения с двигателем отсутствуют.

Преимущества турбокомпрессии выхлопных газов

  • По сравнению с обычным двигателем такой же мощности, турбодвигатель имеет меньший расход топлива, так как часть энергии выхлопных газов способствует увеличению мощности двигателя. Меньший объем двигателя сокращает термические и др. потери.
  • Турбодвигатель имеет значительно лучшее соотношение веса к мощности, т.е. Kw / кг.
  • Необходимая площадь двигательного отсека турбодвигателя меньше, чем у обычного двигателя.
  • При использовании турбодвигателя, возможно дальнейшее улучшение характеристик крутящего момента для поддержания мощности, близкой к максимальной при очень низкой скорости двигателя, что позволяет избежать частого переключения скоростей при езде в гористой местности.
  • Турбодвигатели имеют значительно лучшие характеристики работы в условиях высокогорья. В условиях пониженного давления обычный двигатель теряет значительную часть мощности. В противоположность, рабочие характеристики турбодвигателя улучшаются вследствие увеличения разницы между постоянным давлением вверх по соединениям турбины и пониженным внешним давлением у входа турбины. Низкая плотность воздуха у входа компенсируется, обеспечивая почти нулевую потерю мощности.
  • Так как турбодвигатель имеет меньшие размеры, а соответственно и площадь шумовыделяющей поверхности, его шумовые характеристики лучше, чем у обычных двигателей.
  • В данном случае, турбокомпрессор действует как добавочный глушитель.

Вас может заинтересовать наша продукция

Балансировочные станки серии БС-44H (в дорезонансном исполнении)

Горизонтальные балансировочные станки серии БС-44H в дорезонансном исполнении для динамической балансировки роторов массой от 3 кг до 20000 кг

Балансировочные станки серии БС-44S (в зарезонансном исполнении)

Горизонтальные балансировочные станки серии БС-44S в зарезонансном исполнении для динамической балансировки роторов массой от 3 кг до 10000 кг

Балансировочные станки серии БС-34

Балансировочные станки для роторов. Серия 34. Точность — до 0,1 гхмм/кг, универсальность. Балансировка роторов от 3 кг до 150 кг.

Балансировочные станки серии БС-24

Балансировочные станки для роторов. Серия 24. Точность — до 0,05 гхмм/кг, универсальность. Балансировка роторов массой от 50 грамм до 10 килограмм.

Станок балансировочный БС-24-5T для роторов турбокомпрессоров

Балансировочный станок для двухплоскостной балансировки роторов турбокомпрессоров массой от 50 г до 5 кг

Балансировочные станки для карданных валов серии БСК-44-100

Станок предназначен для динамической балансировки карданных валов различных типов массой от от 5 кг до 150 кг

Вертикальные балансировочные станки серии БС-В

Высокоточные вертикальные балансировочные станки серии БС-В дорезонансного типа для балансировки рабочих колес насосов, вентиляторов и других похожих тел вращения.

Стойка измерения управления «DAS — 382» и «DAS — 383»

Балансировочные станки для балансировки роторов средней и большой массы оснащаются напольными стойками измерения и управления серии «DAS-38x». Серия включает в себя модели «DAS — 382» и «DAS — 383».

Блок измерения управления «Грас 3.2» и «Грас 3.3»

Балансировочные станки производства компании «Робалс» оснащаются новейшей измерительной системой на базе блоков измерения и управления «Грас 3.2» и «Грас 3.3».

Контрольные роторы

Специальные контрольные роторы, спроектированные по требованиям ГОСТ, для проверки точностных параметров балансировочных станков.

Турбокомпрессор: устройство,принцип работы,фото,видео.

Турбина в двигателе или как бывает называют турбокомпрессов дает больше мощности агрегату. Чтоб понять как устроен и принцип работы системы, рассмотрим это все в деталях.

Немного о турбокомпрессоре

Турбокомпрессор или его ещё называют «газотурбинный нагнетатель» (Centrifugal compressors или очень популярно называть «Turbocharger») — это осевой или центробежный компрессор, что функционирует вместе с турбиной. Это конструктивный основной элемент в автомобилях с газотурбированными двигателями.

Давление во впускной системе можно повысить при помощи установки турбокомпрессора, использующего энергию отработавших газов. При его использовании масса воздуха, имеющегося в камерах сгорания, увеличивается. Механический нагнетатель не так эффективен, как турбированный компрессор газов, потому что мощность двигателя не используется для привода.

Тем не менее, после установки центробежной турбины некоторые потери мощности неизбежны. Отработавшие газы из цилиндров не находят выхода, так как турбина преграждает их путь наружу. На двигатель приходится большая нагрузка по очистке цилиндров, вследствие того, что в выпускном тракте создаётся огромное давление. На эту задачу тратится некоторая часть мощности двигателя авто. Конечно, эта потеря ничтожна в сравнении с приростом мощности двигателя объёмом в 30–40%.

После установки центробежной турбины, можно столкнуться с ещё одной проблемой, которая в обиходе называется турбояма. Выходная мощность двигателя изменяется с отставанием от смены давления отработавших газов. Главными факторами, из-за которых образуется турбояма, являются силы трения, инерционность и нагрузка турбины.

Принцип работы автомобильного турбокомпрессора

Турбокомпрессор является сложным устройством, используемым в целях увеличения мощностных характеристик двигателя благодаря большему количеству воздуха, который подается в цилиндры. Принцип работы турбокомпрессора сводится к следующему:

  • при попадании в мотор топливовоздушной смеси происходит ее сгорание, которая затем выходит через выхлопную трубу. В начале выпускного коллектора установлена крыльчатка, крепко соединенная с другой крыльчаткой, расположенной уже во впускном коллекторе;
  • поток выходящих из двигателя выхлопных газов раскручивает крыльчатку, находящуюся в выпускном коллекторе, которая в свою очередь приводит в движение крыльчатку, установленную на впуске;
  • так, в мотор поступает большее количество воздушной массы, а значит, в него подается и больше топлива. Как известно, чем больше сгорает топливной смеси, тем мощнее становится двигатель. Задача автомобильного турбокомпрессора как раз и состоит в том, чтобы поставлять в силовой агрегат больше воздуха для сжигания большего количества топлива, за счет чего и достигается значительная прибавка мощности.

Что такое турбо-яма?

Стоит добавить, что крыльчатка турбокомпрессора способна развивать до двухсот тысяч оборотов в минуту, благодаря чему данное устройство отличается большой инерционностью или, говоря иначе, имеет «турбо-яму», которая проявляется при резком нажатии на педаль газа. В этот момент крыльчатка медленно приводится в движение, и приходится некоторое время ждать, чтобы автомобиль начал набирать скорость.

Этот эффект имеет продолжительность всего несколько секунд, но, тем не менее, он не доставляет особого удовольствия при разгоне машины. На сегодняшний день производители, так или иначе, смогли устранить эффект «турбо-ямы» путем установки двух перепускных клапанов. Один предназначен для выработанных газов, задача второго состоит в том, чтобы перепускать избыток воздуха в трубопровод турбокомпрессора из впускного коллектора.

Благодаря этой системе обороты крыльчатки при сбросе газа уменьшаются в замедленном темпе, в то время как при резком нажатии на педаль акселератора происходит поступление воздушной массы в двигатель в полном объеме.

Функция турбины, настройка и ее дефекты

 

Функция турбокомпрессора заключается в том, чтобы увеличивать выходную мощность и крутящий момент двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшать количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

Например, только трехцилиндровый 1,0 литровый турбомотор может выдавать мощность в 90 л.с. Добиться такой же производительности обычный бензиновый трехцилиндровый мотор без дорогостоящих модификаций не сможет ни один автопроизводитель.

Также 1,0 литровый турбированный трехцилиндровый двигатель имеет более низкий расход топлива и небольшой уровень выхлопных газов СО2.

Именно поэтому турбированные моторы стали очень распространенными в малолитражных бензиновых автомобилях за последние несколько лет.

Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

В большинстве случаев работа современных турбокомпрессоров основана на тех же принципах, которые создал Швейцарский изобретатель Альфред Бучи. То есть большинство турбин в современных автомобилях работают от давления, образующего от выхлопных газах в камере сгорания двигателя.

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя. Например, подобная турбо технология используется в дизельном 4,0 литровом моторе Audi V8 TDI, который устанавливается на кроссовер SQ7.

Эксплуатация и техническое обслуживание автомобильных турбин

 

С каждым годом во всем мире ужесточаются экологические требования к выхлопу современных автомобилей. В результате все больше новых автомобилей оснащаются турбинами. Таким образом автопроизводители пытаются выпускать автомобили, которые будут соответствовать жёстким экологическим нормам. Увы, без использования турбин в современных автомобилях добиться сокращения уровня вредных веществ в выхлопе без миллиардных инвестиций невозможно.

Виды и срок службы турбокомпрессоров

Основным недостатком работы турбины является возникающий на малых оборотах двигателя эффект «турбоямы». Он представляет собой временную задержку отклика системы на изменение оборотов двигателя. Для устранения этого недостатка разработаны различные виды турбокомпрессоров:

  • Система twin-scroll, или раздельный турбокомпрессор. Конструкция имеет два канала, которые разделяют камеру турбины и, соответственно, поток отработавших газов. Это обеспечивает более быстрое реагирование, максимальную производительность турбины, а также предотвращает перекрытие выпускных каналов.
  • Турбина с изменяемой геометрией (с переменным соплом). Такая конструкция чаще используется на дизеле. Она предусматривает изменение сечения входа в колесо турбины за счет подвижности ее лопастей. Смена угла поворота позволяет регулировать поток отработавших газов, благодаря чему происходит согласование скорости отработавших газов и рабочих оборотов двигателя. На бензиновом двигателе турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивных автомобилях.К минусам турбокомпрессоров можно отнести и небольшой срок службы турбины. Для бензиновых двигателей он в среднем составляет 150 000 километров пробега машины. В свою очередь, ресурс турбины дизельного двигателя несколько больше и в среднем достигает 250 000 километров. При постоянной езде на высоких оборотах, а также при неправильном подборе масла сроки эксплуатации могут сократиться в два или даже в три раза.В зависимости от того, как работает турбина, на бензиновом или дизельном двигателе, можно судить о ее исправности. Сигналом о необходимости проверки узла является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Для профилактики неисправностей необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и регулярно проходить техобслуживание.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТУРБОНАДДУВА

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.
2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.
3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.
4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.
5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.
6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

О НЕДОСТАТКАХ

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.
Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.

Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.

Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), который является более плотним и содержит больше молекул, чет теплый воздух.
 
Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.

В старых автомобилях с карбюраторами автоматически увеличивается подачу топлива в соответствии с увеличением подачи воздуха. В современных автомобилях происходит то же самое. Система впрыска топлива ориентируется на данные датчика кислорода в выхлопе для определения необходимого соотношения топлива и воздуха, так что система автоматически увеличивает подачу топлива при установленном турбокомпрессоре.

При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива — либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

 

Она также известна под названием – трубина с переменным соплом. Данный тип турбины используется в дизельных двигателях. Девять подвижных лопастей, установленных в турбокомпрессоре, регулируют прохождение потока газов к турбине. Увеличение и блокировка потока газов достигается при помощи привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Скорость потока газов и давление нагнетаемого воздуха согласуются с количеством оборотов двигателя во время изменения угла наклона лопастей. 

Следует напомнить о том, что некоторые двигатели используют несколько турбокомпрессоров. Возможно использование двух (Твин Турбо), трех или же четырёх. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется при низких оборотах, а второй — при высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Она используется на V-образных двигателях. На каждый ряд цилиндров приходится по компрессору. Бытует мнение, что один большой турбокомпрессор менее производителен, чем два маленьких.

Турбокомпрессор двигателя | как работает турбина двигателя

Т

урбина. Свойства и принцип работы 

Наверняка Вы видели и не раз, как у проносящихся мимо автомобилей валит дым из трубы. А думали ли Вы о том, что это не переработанные машиной тепло и энергия, которые она могла бы использовать на то, чтобы развить еще большую скорость? А вот Альфред Дж. Бюхи (1879-1959) думал. И создал турбокомпрессор. 


Сам по себе, турбокомпрессор – это простой, относительно дешевый, дополнительный элемент двигателя, с помощью которого можно получить в разы больше энергии. 

Принцип работы турбокомпрессора 

Основная идея турбокомпрессора заключается в том, что отработанные газы компрессора, поступая в турбину, заставляют крутиться ее вентилятор, увеличивая тем самым мощность самого двигателя.  

Более наглядно принцип работы турбокомпрессора представлен на рисунке: 

1.     Воздух поступает в воздухозаборник компрессора (синий вентилятор).
2.     Вентилятор компрессора помогает всосать воздух.
3.     Компрессор нагревает и сжимает поступивший воздух, выдувая его в теплообменник.
4.     В теплообменнике воздух охлаждается, поступая в воздухозаборник цилиндра.
5.     В воздухозаборнике цилиндра нагретый воздух увеличивает скорость сжигания топлива.
6.     В результате образуется дополнительная мощность, которая передается в поршневые, валы и шестерни.
7.     Отработанный газ из цилиндра поступает в турбину (красный вентилятор).
8.     Вентилятор турбины увеличивает скорость своего вращения, благодаря этим выхлопам.
9.     Турбина, находящаяся на одном валу с компрессором (светло-оранжевая линия), заставляет последнего увеличивать скорость своего вращения.
10. Отработанные газы выходят из двигателя техники, затрачивая меньше энергии.

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров 

Основное преимущество использования турбокомпрессора – увеличение мощности двигателя. Независимо от того, где используется турбина: автомобиль, подводная лодка, автобус или спецтехника.  

  Однако высокую мощность обычно дает высокая скорость выхода энергии, а закон сохранения энергии говорит о том, что если мы хотим больше энергии, значит нужно больше топлива. А это значит двигатель должен быть больше. И что же получается? Двигатель с турбокомпрессором сжигает столько же топлива сколько и двигатель без турбины всего лишь за счет своих увеличенных размеров?  Это теория. На практике двигатель, оснащенный турбиной легче и меньше, чем двигатель без нее. В результате автомобили, спец.техника и пр. с установленными турбокомпрессорами способны сэкономить до 10% топлива. При этом двигатели с турбинами меньше загрязняют воздух, т.к. вынуждены более тщательно сжигать кислород, поступающий из компрессора. 

К недостаткам двигателя с турбокомпрессором можно отнести надежность. Такие двигатели выходят из строя раньше за счет того, что компоненты постоянно находятся под высоким давлением и высокой температурой.   Однако и здесь срок эксплуатации можно увеличить, если дать двигателю немного остыть, включая после работы холостые обороты. 

Ну а если турбина Вашей техники все-таки «приказала долго жить», просто позвоните по бесплатному номеру 8 (800) 500-87-93 или напишите [email protected] Наш менеджер свяжется с Вами и поможет определиться с выбором. В интернет-магазине ГК «Ридком» представлены турбокомпрессоры OEM от ведущих европейских и китайских производителей.
  

Турбокомпрессор автомобильный

Описание принципа работы турбокомпрессора на автомобиле: схемы, фото и видео материалы. Основы автомеханики.Описание принципа работы турбокомпрессора на автомобиле: схемы, фото и видео материалы. Основы автомеханики.

Содержание статьи:


Турбина в двигателе или как бывает называют турбокомпрессов дает больше мощности агрегату. Чтоб понять как устроен и принцип работы системы, рассмотрим это все в деталях.

Немного о турбокомпрессоре

Турбокомпрессор или его ещё называют «газотурбинный нагнетатель» (Centrifugal compressors или очень популярно называть «Turbocharger») — это осевой или центробежный компрессор, что функционирует вместе с турбиной. Это конструктивный основной элемент в автомобилях с газотурбированными двигателями.

Давление во впускной системе можно повысить при помощи установки турбокомпрессора, использующего энергию отработавших газов. При его использовании масса воздуха, имеющегося в камерах сгорания, увеличивается. Механический нагнетатель не так эффективен, как турбированный компрессор газов, потому что мощность двигателя не используется для привода.

Тем не менее, после установки центробежной турбины некоторые потери мощности неизбежны. Отработавшие газы из цилиндров не находят выхода, так как турбина преграждает их путь наружу. На двигатель приходится большая нагрузка по очистке цилиндров, вследствие того, что в выпускном тракте создаётся огромное давление. На эту задачу тратится некоторая часть мощности двигателя авто. Конечно, эта потеря ничтожна в сравнении с приростом мощности двигателя объёмом в 30–40%.

После установки центробежной турбины, можно столкнуться с ещё одной проблемой, которая в обиходе называется турбояма. Выходная мощность двигателя изменяется с отставанием от смены давления отработавших газов. Главными факторами, из-за которых образуется турбояма, являются силы трения, инерционность и нагрузка турбины.

Работа турбокомпрессора автомобиля (турбонагнетателя двигателя)


Схема турбонагнетателя

Тремя основными элементами, содержащимися в конструкции турбокомпрессора являются: центробежный компрессор, турбина и центральный корпус. Кинетическая энергия отработанных газов под воздействием турбины преобразуется во вращательное движение компрессора. Также турбина соединяет турбинное колесо, помещённое в специальный корпус в форме улитки.

Поступая в улитку, отработавшие газы перемещаются по каналу, а затем попадают на лопасти турбинного колеса. Затем оно набирает скорость в пределах 250 000 оборотов в минуту. Вал, к которому приварено турбинное колесо, передаёт на колесо компрессора энергию, которая придаёт его вращению. Лопасти турбинного колеса становятся проводниками отработавших газов, которые затем покидают турбину через отверстие в центре турбокомпрессора и выходят в выпускную систему.

Составляющие турбины изготавливаются из жароустойчивых металлов, так как внутри турбокомпрессора достигается невероятная температура. В состав турбинного колеса входит железоникелевый сплав, а в состав центрального корпуса — жаропрочная сталь.

От формы и размера турбины напрямую зависит производительность турбокомпрессора. Больший размер турбины увеличивает производительность компрессора. Значительный прирост мощности наблюдается в турбинах большего размера, потому что они могут использовать большее давление отработавших газов. Однако в таких турбокомпрессорах, на низких оборотах, значительна вероятность возникновения турбоямы. Номинальная скорость достигается гораздо быстрее при использовании турбокомпрессора меньшего размера, но они показывают меньшую производительность.

Перепускной клапан устанавливается в корпус турбины для управления уровнем давления наддува. Регулировка клапана производится при помощи системы управления двигателем. Клапан оснащён пневматическим приводом.

Вал располагается в центральном корпусе. Это позволяет ему достигать максимальной скорости вращения при минимальном трении. Вращение происходит в одном или двух подшипниках. Для этой цели подойдут различные конструкции подшипников скольжения. Шарикоподшипники используются редко.Система смазки двигателя обеспечивает полную смазку подшипников и вала. Промеж корпусом и подшипником имеется много пропускных каналов, через которые протекает масло. Помимо функции смазки, масло оказывает охлаждающий эффект на нагретые детали. Лучше всего охлаждение происходит в двигателях с искровым зажиганием, в которых центральный корпус турбины входит в систему охлаждения двигателя.

Дополнительный объем давления во впускной системе создаётся при воздействии центробежного компрессора. Его конструкция похожа на аналогичные механические нагнетатели. Составляющими центробежного компрессора являются корпус и компрессорное колесо. В ЦК (центробежный компрессор) поток воздуха проходит путь от центра колеса до корпуса. Резкое понижение скорости потока воздуха позволяет преобразовать его кинетическую энергию в давление. Впускной коллектор пропускает сжатые потоки воздуха в двигатель. При изготовлении компрессорного колеса и корпуса используется алюминий.

Для снижения последствий турбоямы и повышения производительности, конструкция турбокомпрессора постоянно совершенствуется. Наиболее востребованными техническими решениями являются — постоянная модернизация конструкции турбокомпрессора позволяет уменьшить последствия турбоямы и повысить его производительность. Ниже можно посмотреть список самых эффективных способов модернизации:

  1. При использовании прочных и лёгких материалов достигается значительное снижение массы турбины. Например, керамики.
  2. Установка новых подшипников с пониженным уровнем трения.
  3. Раздельный турбокомпрессор
  4. Турбина с изменяемой геометрией


Поговорим подробнее о последних двух пунктах этого списка.

Конструкция раздельного турбокомпрессора

Для отработавших газов в раздельном турбокомпрессоре есть два входных отверстия. Также в нем имеются два сопла, предусмотренных для каждой пары цилиндров. Первое сопло обеспечивает быстрое реагирование, а второе — максимальную производительность. Конструкция раздельного турбокомпрессора разработана для предотвращения перекрытия выпускных каналов, при прохождении через них отработавших газов.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Она также известна под названием – трубина с переменным соплом. Данный тип турбины используется в дизельных двигателях. Девять подвижных лопастей, установленных в турбокомпрессоре, регулируют прохождение потока газов к турбине. Увеличение и блокировка потока газов достигается при помощи привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Скорость потока газов и давление нагнетаемого воздуха согласуются с количеством оборотов двигателя во время изменения угла наклона лопастей.

Следует напомнить о том, что некоторые двигатели используют несколько турбокомпрессоров. Возможно использование двух (Твин Турбо), трех или же четырёх. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется при низких оборотах, а второй — при высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Она используется на V-образных двигателях. На каждый ряд цилиндров приходится по компрессору. Бытует мнение, что один большой турбокомпрессор менее производителен, чем два маленьких.

Видео про принцип работы турбокомпрессора:

Принцип работы турбокомпрессора

Хотелось бы вам рассказать про автомобильный (турбо) компрессор… Мечта любого авто владельца, независимо от того, есть у него деньги и хорошая работа или нет, это прокатиться на авто, которое выше мощностью, чем заводское… Хорошо что есть на рынке много авто примочек которые при установке могут поднять мощность твоего авто. Ремонт турбин на Окружной проводится опытными специалистами. Поэтому если на авто было установлено это устройство всегда можно провести ремонт.

Самой популярной»фишкой»под капотом является турбокомпрессор. Известных брендов таких как KKK, KHD, Holset. Итак, перейдём к самому главному.

Турбокомпрессор- это приятная вещица для увеличения мощности мотора. Её плюс заключается в том, что подается больше воздуха в цилиндры и топливная смесь быстрее сгорает. Он состоит, как бы из двух частей в первой атмосферный воздух нагнетает кислород и сгорает топливно-воздушная смесь. Выходит через вторую часть турбины, и раскручивают её ещё сильнее, в итоге мы получаем ощутимую прибавку в мощности … Рост мощности также зависит, от типа двигателя будь то бензиновый или дизельный также зависит от частей поставляемого воздуха на одну порцию топлива. Для бензиновых двигателей примерно характерно 16-17 частей. В зависимости, где и как работает двигатель. … Как мы знаем через турбину проходит много раскаленного воздуха, его частенько надо охлаждать это делают при помощи так называемого интеркуллера или по-другому промежуточный охладитель.

Принцип действия такой, проходя через него раскаленные газы, охлаждаются и тепло отдаёт, в атмосферу. Итог мы получаем охлажденный воздух, но его плотность выше — поэтому воздух его и загоняют в цилиндры ещё больше. Собственно поверх имеем, ещё прибавку с мощности. Чем больше мы направим воздуха в турбину тем она быстрее будет вращаться, поступит цилиндры соответственно больше воздуха –повысится мощность. Нагнетатель с приводом более эффективен, так как при меньшем рабочем объёме можем снять большую мощность при меньшем весе машины. Казалось вот оно что нужно для полного счастья, но не всё так просто как хотелось бы.

Начнём с температуры, на некоторых турбинах она достигает, чуть ли не под 900 градусов по цельсию не каждая деталь способна выдержать столь жёсткие нагрузки. Потому что создать компрессор нелегко и не дёшево. Во вторых скорость вращения лопастей может достигать примерно 200 000 оборотов в минуту. Так что турбина не сама раскаляется до высокой температуры а и выхлопная система в том числе. Польза в том, что снижаем расход топлива и повышаем мощность.

Принцип работы турбины, турбонаддув, турбокомпрессор, ремонт турбин

Принцип работы турбин опирается на технологию применения энергии отработавших газов. Они приводят во вращение колесо турбин, которое, соединено с компрессорным колесом посредством вала ротора. Действие компрессорного колеса – сжатие воздушных потоков и их нагнетание в систему. Попадая в интеркулер, сжатый воздух охлаждается, направляясь в турбины мотора.

Жесткой привязки к коленчатому валу мотора турбонаддув не имеет. Интенсивность работы системы зависит числа оборотов двигателя. Увеличение частоты вращения коленвала мотора приводит к нарастанию энергии отработавших газов, ускоряя вращение турбины, обеспечивая больший приток сжатого нагретого и охлажденного воздуха в турбины двигателя. Следуя этому принципу работы турбин, можно скорректировать, нивелировать некоторые несовершенства функционала системы.

Негативными особенностями конструкции турбонаддува признаются:

  • возможная задержка роста мощности мотора при нажатии на педаль «газ». Это явление получило практическое название турбоямы;
  • резкий переход от состояния задержки к экстремальному нарастанию мощности, контраст между «турбоямой» и «турбоподхватом».

 

Явление турбоямы вызвано действием инерции, так как система нуждается в определённом периоде времени для перехода энергии процессов. Чтобы решить эту проблему и облегчить, например, ремонт турбин, инженеры и конструкторы предлагают внедрить в принцип работы турбин дополнительный функционал:

  • Изменение геометрии турбин, так называемая VNT-турбина. Увеличивая площадь входного канала, разработчики оптимизируют поток отработавших газов. Такая система получила применение, например, в конструкции дизельных двигателей Фольксваген.
  • Два параллельных или последовательных турбокомпрессора, объединённые в систему. Параллельные нашли применение на V-образных двигателях высокой мощности, за счёт того, что для двух небольших турбин характерна меньшая инерция, чем для одной крупной. Последовательные два или даже три компрессора позволяют использовать разные конструкции в зависимости от оборотов.
  • Комбинированный, позволяющий подключать механический нагнетатель.

 

Чтобы купить или отремонтировать турбину в Смоленске любой мощности и принципа работы, необходимо обратиться в компанию «МодаАвто» по телефону +7 (4812) 27-10-27 и e-mail [email protected].

Вам будет интересно:

ЧТО ТАКОЕ ТУРБОКОМПЕНСАТОР И РАБОТА ТУРБОКОМПЕНСАТОРА

A Турбокомпрессор — это устройство, которое используется для увеличения мощности двигателя или, можно сказать, эффективности двигателя за счет увеличения количества воздуха, поступающего в камеру сгорания. Чем больше воздуха в камеру сгорания, тем больше топлива попадет в цилиндр, и в результате получится больше мощности от того же двигателя, если в нем будет установлен турбокомпрессор .

Многие путают ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ и НАГНЕТАТЕЛЯ . Функция нагнетателя такая же, как и у турбокомпрессора , но нагнетатель приводится в действие механически двигателем, часто с помощью ремня, соединенного с коленчатым валом, тогда как турбокомпрессор приводится в действие турбиной, приводимой в движение выхлопными газами двигателя. Турбокомпрессор считается более эффективным, чем нагнетатели, поскольку они используют впустую энергию выхлопных газов в качестве источника энергии.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТУРБОКОМПЕНСАТОРА

Количество двигателя, которое фактически входит в цилиндр двигателя, по сравнению с теоретическим количеством, если бы двигатель мог поддерживать атмосферное давление, называется объемным КПД, и целью турбокомпрессора является улучшение объемного КПД двигателя за счет увеличения плотности впускной газ .

Турбокомпрессор забирает воздух из атмосферы и сжимает его с помощью центробежного компрессора перед подачей во впускной коллектор под повышенным давлением.Это приводит к тому, что большее количество воздуха поступает в цилиндры при каждом такте впуска. Центробежный компрессор питается от кинетической энергии выхлопных газов двигателя.

Турбокомпрессор состоит из трех основных компонентов

  1. Турбина, представляющая собой почти радиальную турбину с притоком.
  2. Компрессор почти центробежный.
  3. Узел вращения центральной ступицы.

РАБОТА ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ

Турбокомпрессор в основном состоит из двух основных частей: турбины и компрессора. Турбина состоит из турбинного колеса и корпуса турбины, предназначенного для направления выхлопных газов в турбинное колесо. Кинетическая энергия выхлопных газов преобразуется в механическую после удара о лопатки турбины. Выходное отверстие помогает выхлопным газам выйти из турбины.Колесо компрессора в турбонагнетателе прикреплено к турбине с помощью стального вала, и когда турбина вращает колесо компрессора, оно втягивает высокоскоростной поток воздуха низкого давления и преобразует его в воздух высокого давления и низкой скорости. поток. Этот сжатый воздух подается в двигатель с большим количеством топлива и, следовательно, производит большую мощность.

Что это такое и как это работает? • ДС Авто

Это фирменный звук турбокомпрессора, желанный для многих! Послушайте подборку турбозвука от AdamC3064.

«Врум врум врум — стутутууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууу» говорит Турбокомпрессор.

Если вы видели или слышали проносящийся мимо автомобиль с невероятной скоростью, громким жужжанием и выхлопными газами, вы видели, как работает турбокомпрессор (или нагнетатель).

Некоторые символизируют его как воплощение мужественности и успеха.

Итак, что же это за величественное устройство и как оно работает?

Давайте врум врумим прямо в контент!

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор дает вам крылья!

Турбокомпрессор позволяет вашему автомобилю двигаться значительно быстрее за очень короткое время.

Направляет выхлопные газы через турбину перед выходом из машины. Когда турбина вращается, она всасывает больше воздуха в двигатель автомобиля.

Это все, что он делает.

Итак, как больше воздуха дает вам больше энергии? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сделать шаг назад и посмотреть, как работает двигатель автомобиля.

Наш двигатель сжигает топливо для выработки энергии. Чем больше топлива сожжено, тем больше мощность. Это довольно просто, потому что добавить больше топлива в двигатель так же просто, как отрегулировать дроссельную заслонку двигателя вашего автомобиля.

Просто, правда? Но это еще не все.

Соотношение воздух-топливо должно быть в определенном соотношении, иначе это приведет к повреждению двигателя или неэффективной работе. Мы называем это стехиометрической смесью. Обычно нам нужно 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Итак, если мы увеличим потребление топлива, это нарушит соотношение. Оно может стать 13 : 1 или 12 : 1, потому что сейчас у нас меньше соотношение воздуха и топлива. Что бы это ни было, нам нужно увеличить воздухозаборник, чтобы получить эти 14.7 : 1 обратно, чтобы смесь снова стала стехиометрической.

Вот тут-то и пригодится турбокомпрессор. Это дает дополнительный воздухозаборник двигателю автомобиля.

За счет одновременного сжигания большего количества топлива и большего количества воздуха ваш автомобиль производит больше энергии, чтобы отправить вас на стремительный взлет.

Из чего состоит турбокомпрессор?

Турбокомпрессор можно разделить на три части.

  • Турбина
  • Компрессор
  • Вращающийся узел центральной ступицы
Горячая сторона турбокомпрессора соответствующим образом окрашена в красный цвет, а холодная сторона турбонагнетателя окрашена в синий цвет.

Картинка выше отлично иллюстрирует это. Турбина окрашена в красный цвет; компрессор — часть синего цвета; а вращающийся узел центральной ступицы — желтая и зеленая сторона.

Деталь №1: Турбина

Турбина устанавливается непосредственно на выпускной коллектор двигателя нашего автомобиля. Эта сторона турбокомпрессора горячая. Их можно нагревать до 200 градусов по Цельсию, поэтому их также уместно называют «горячей стороной».

Тепло и давление выхлопных газов воздействуют на колеса турбины (лопасти), чтобы она вращалась.Принцип работы тот же, что и у ветряка.

Турбина обычно изготавливается из чугуна. Он также имеет фильтр, который отфильтровывает мельчайшие частицы и примеси из системы.

Деталь № 2: Компрессор

Компрессор известен как холодная сторона.

Предназначен для подачи воздуха в компрессор, его сжатия и последующей подачи во впускной коллектор двигателя. Обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов.

Деталь № 3: Вращающийся узел центральной ступицы

Вращающийся узел центральной ступицы содержит подшипники и вал, соединяющий колеса турбины с колесами компрессора.Это в основном средний человек.

Имеет надлежащие уплотнения для предотвращения смешивания выхлопных газов со стороны турбины с воздухом со стороны компрессора.

Как работает турбокомпрессор?

Вы можете четко видеть, где и как горячий воздух (красный) и холодный воздух (синий) входят и выходят из двигателя автомобиля и турбонагнетателя. Какой отличный обзор!

Начинается с выпускного коллектора двигателя нашего автомобиля.

Когда двигатель сжигает топливовоздушную смесь, он производит побочный продукт, который мы называем выхлопными газами.Несмотря на то, что эти выхлопные газы называют «побочным продуктом», на самом деле они содержат много тепловой энергии и давления, которые мы можем использовать.

Если вы когда-нибудь случайно стояли возле выхлопной трубы, вы понимаете, о чем я.

Итак, вместо того, чтобы тратить их впустую, мы подключаем наш турбокомпрессор к потоку выхлопных газов. Таким образом, выхлопные газы направляются на лопатки турбины нашего турбонагнетателя, который вращает лопатки турбины.

Лопасти турбины

соединены непосредственно с лопатками компрессора через вал, расположенный внутри вращающегося узла центральной ступицы.При вращении лопатки турбины вращается и лопатка компрессора.

Как только компрессор вращается, воздух внутри компрессора вытесняется. Это создает эффект частичного вакуума с низким давлением на стороне компрессора. Таким образом, он втягивает больше воздуха из окружающей среды, чтобы выровнять давление.

Наконец, компрессор сжимает воздух, а затем направляет сжатый воздух непосредственно во впускной коллектор двигателя.

Благодаря большему количеству сжатого воздуха двигатель нашего автомобиля может сжигать больше топлива, что обеспечивает дополнительный прирост мощности нашего автомобиля.

[Бонус] Как работает продувочный клапан?

«Но что издает такой красивый стутуууууу звук, который характерен только для автомобилей с турбонаддувом?»

Это заслуживает отдельного упоминания. Это дополнительный компонент нашего турбокомпрессора, разработанный специально для предотвращения помпажа компрессора. С точки зрения непрофессионала, вы можете думать о них как о регуляторе давления воздуха.

Помпаж компрессора происходит, когда вы резко отрываете ноги от педали газа, что приводит к резкому закрытию дроссельной заслонки.Поскольку лопатки турбины все еще крутятся по инерции, последний оставшийся сжатый воздух пытается попасть во впускной коллектор двигателя. Но только для того, чтобы быть остановленным закрытым дросселем.

Когда больше некуда деваться, сжатый воздух поступает обратно в компрессор, что портит отклик турбонагнетателя и ухудшает управляемость.

Здесь на помощь приходит продувочный клапан.

Клапан приводится в действие давлением. Когда разница в давлении высока, он открывается, чтобы выпустить воздух в атмосферу, а не обратно в компрессор.Когда сжатый воздух выходит из клапана, он создает очень характерные шипящие звуки, от которых люди просто сходят с ума.

Вот сравнение БЕЗ работающего продувочного клапана (слева) и С работающим продувочным клапаном (справа). Это помогает снять давление.

Людям это так нравится, что некоторые владельцы автомобилей с турбонаддувом покупают и устанавливают продувочный клапан только для того, чтобы получить такой звуковой эффект. Некоторые даже дошли бы до модификации конструкции выходного отверстия клапана, чтобы получить более громкий и, возможно, другой звук.

Вот как звучит продувочный клапан для вашего удовольствия.

Преимущества и недостатки турбонагнетателя

Все мы знаем, что турбонагнетатели предназначены для удовлетворения вашей потребности в скорости. Но какие еще факторы следует учитывать, прежде чем устанавливать двигатель с турбонаддувом?

Вот некоторые плюсы и минусы турбонагнетателя.

Экономия топлива: экономия или саботаж?

Первое преимущество турбокомпрессора заключается в том, что вы получаете больше мощности при том же размере двигателя.Но производство большей мощности равно большему выходу энергии, а это означает, что ваш двигатель будет сжигать больше топлива. Таким образом, двигатель с турбокомпрессором не является экономичным в этом смысле.

Но на практике двигатель с турбокомпрессором намного меньше и легче, чем двигатель без турбокомпрессора, поэтому турбокомпрессор обеспечивает лучшую экономию топлива в этом аспекте. Производители автомобилей могут установить на тот же автомобиль двигатель гораздо меньшего размера. Вместо большого двигателя V8 они могут установить гораздо меньший V6 с турбонаддувом, или вместо V6 они могут установить гораздо меньший и более легкий четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом.Эти более легкие двигатели с турбонаддувом могут сэкономить до 10% топлива.

Как видите, это противоречивая дискуссия.

Некоторые водители утверждают, что увеличилась не только их мощность, но и экономия топлива. В то время как на другом конце спектра некоторые утверждают, что преимущества экономии топлива, обещанные производителем турбокомпрессоров, не оправдались, как предполагалось. В 2013 году Consumer Reports провела исследование, в ходе которого выяснилось, что двигатели с турбонаддувом на самом деле дают худшую экономию топлива, чем их двигатели обычного размера.

На чьей ты стороне? Дайте нам знать в разделе комментариев ниже!

Более высокая стоимость обслуживания

Многие модели автомобилей не оснащены двигателем с турбонаддувом. Если вы хотите турбировать свой двигатель, будьте готовы раскошелиться на добрую пару тысяч малайзийских ринггитов, и на то есть веские причины. Автомастерская должна будет поднять двигатель вашего автомобиля, установить турбокомпрессор, дополнительную проводку и трубки.

Очень много работы!

Кроме того, есть расходы на техническое обслуживание.Наличие турбокомпрессора на вашем двигателе означает, что у вас есть еще один уровень механической сложности вашего двигателя. Хотя турбокомпрессоры обычно очень надежны и могут служить до 10 лет. В тот или иной момент вам придется изменить его, а это означает $$$.

И знаете что?

Сокращается срок службы не только самого турбокомпрессора, но и компонентов двигателя. Двигатель с турбонаддувом будет выдерживать большее давление и температуру, чем обычно, что приведет к повреждению деталей.В результате вы можете чаще оказаться в местной автомастерской.

Разница между турбокомпрессором и нагнетателем

Турбокомпрессор и нагнетатель очень похожи, но разные. Вот отличное видео от Engineering Explained, объясняющее и сравнивающее турбокомпрессоры и нагнетатели.

Во время охоты за большей мощностью двигателя вы можете столкнуться с такой штукой, как нагнетатель.

Очень похоже на турбокомпрессор!

Говоря о турбонаддуве и наддуве, люди упоминают их на одном дыхании.Оба они способны обеспечить дополнительную мощность вашему двигателю. Они оба создают значительный наддув, который может увеличить мощность двигателя до 50%.

Но между ними определенно достаточно различий, которые вам, возможно, придется рассмотреть, прежде чем выбрать сторону!

Вот краткий обзор их различий.

Наслаждайтесь!

1

Вот и все знакомство с турбокомпрессором.

Что вы думаете?

Если у вас есть модный двигатель с турбонаддувом, оставьте комментарий ниже.

Вам нравится ваш турбокомпрессор? Или вы сожалеете об этом? Дайте нам знать.

А пока водите осторожно и разумно!

InnovationDiscoveries.space

Турбокомпрессор — это устройство, которое используется для увеличения мощности двигателя или, можно сказать, эффективности двигателя за счет увеличения количества воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Чем больше воздуха в камеру сгорания, тем больше топлива попадет в цилиндр и, как следствие, будет больше мощности от того же двигателя, если в нем будет установлен турбокомпрессор.

Очень просто, турбокомпрессор — это своего рода воздушный насос, подающий воздух при атмосферном давлении. (атмосферное давление), сжимаясь до более высокого давления и проходя сжатого воздуха в двигатель через впускные клапаны.

В В настоящее время турбонагнетатели используются в основном на дизельных двигателях, но в настоящее время переход к турбонаддуву серийных бензиновых двигателей.

Количество двигателя, которое фактически входит в цилиндр двигателя, по сравнению с теоретической величиной, если бы двигатель мог поддерживать атмосферное давление, называется объемным КПД и целью турбокомпрессор должен улучшить объемный КПД двигателя за счет увеличение плотности всасываемого газа.

Турбокомпрессор забирает воздух из атмосферы и сжимает его с помощью центробежного компрессора перед подачей во впускной коллектор под повышенным давлением.

Это приводит к тому, что при каждом такте впуска в цилиндры поступает больше воздуха.

Центробежный компрессор получает питание от кинетической энергии выхлопных газов двигателя.

КОМПОНЕНТЫ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ

Турбокомпрессор состоит из трех основных компонентов

  1. Турбина, представляющая собой почти радиальную турбину с притоком.
  2. Компрессор почти центробежный.
  3. Узел вращения центральной ступицы.

Турбокомпрессор состоит из двух основных частей: турбины и компрессора.

Турбина состоит из турбинного колеса и корпуса турбины.

Задача корпуса турбины — направлять выхлопные газы в турбинное колесо.

Энергия выхлопных газов вращает колесо турбины, после чего газ выходит из корпуса турбины через выпускное отверстие.

Компрессор также состоит из двух частей: компрессорного колеса и корпуса компрессора.

Принцип работы компрессора противоположен турбине.

Колесо компрессора прикреплено к турбине валом из кованой стали, и когда турбина вращает колесо компрессора, высокоскоростное вращение втягивает воздух и сжимает его.

Затем корпус компрессора преобразует высокоскоростной воздушный поток низкого давления в низкоскоростной воздушный поток высокого давления посредством процесса, называемого диффузией.

Сжатый воздух подается в двигатель, что позволяет двигателю сжигать больше топлива для увеличения мощности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Щелкните 2-ю страницу ———-

Турбокомпрессор — назначение, конструкция и работа

Как увеличить мощность двигателя? Чтобы генерировать больше энергии, нам нужно больше топлива и воздуха. Обычно это достигалось за счет увеличения длины хода поршня или числа цилиндров.

Но что, если есть способ добиться всего, не внося никаких изменений в движок. Да! Используя турбокомпрессор, мы можем генерировать больше мощности от того же двигателя при гораздо меньшем расходе топлива, чем потребовалось бы для нового двигателя.

Возможно, вам известен тот факт, что выхлопы двигателей приводят к загрязнению воздуха; Но знаете ли вы, что они также забирают столь необходимую энергию в виде отходов?

Выхлопные газы являются прекрасным примером потери энергии в виде тепла и кинетической энергии, теряемой в окружающей среде. Турбокомпрессор использует эту отработанную энергию, чтобы накачивать больше свежего воздуха в цилиндр, чтобы сжигать его быстрее и эффективнее.

В. Зачем вообще нужен турбокомпрессор?

Судовой дизельный двигатель без турбонаддува (или, возможно, любой другой дизельный двигатель) потребляет такое же количество свежего воздуха при каждом обороте коленчатого вала (360 градусов).

Это означает, что мы можем увеличить мощность двигателя, добавляя больше топлива во время сгорания; но через какое-то время не хватит свежего воздуха, чтобы его сжечь.

Турбокомпрессор необходим для подачи дополнительного воздуха, необходимого для правильного сгорания. Это приводит к преимуществу в экономичности и мощности двигателя.

Другая причина, по которой он стал популярным, заключается в том, что; вам не нужно демонтировать детали двигателя или что-либо менять для установки. Его довольно легко установить, обслуживать и заменить на более новый дизайн, когда это необходимо, по низкой цене.

Это устройство действительно позволяет производить относительно больше энергии при меньших затратах за счет сжигания большего количества топлива и рекуперации большей части отработанного тепла из выхлопных газов.

В. Как турбокомпрессор обеспечивает эффективное потребление топлива?

Возможно, вы слышали или только что узнали из предыдущих абзацев этой статьи, что «Турбокомпрессор снижает общий расход топлива».

Минуточку! Разве это не противоречиво, хотя турбонагнетатель увеличивает мощность, позволяя увеличить расход топлива и рекуперацию отработанного тепла; Как это все-таки экономит топливо?

Ответ: Двигатель с турбонаддувом при той же мощности имеет меньшие размеры и меньшее количество цилиндров.

Теперь даже по закону если турбокомпрессор увеличивает расход топлива на 10-15%; он по-прежнему снижает общий расход топлива, чем большой двигатель с большим количеством цилиндров. Это приводит к более эффективному расходу топлива в двигателях с турбонаддувом.

Конструкция и работа отдельных деталей

Турбокомпрессор представляет собой устройство, состоящее из двух основных частей, турбины и компрессора, установленных на одном валу. По своей конструкции все двигатели с турбонаддувом можно разделить на два основных типа; Осевые и радиальные/центробежные турбокомпрессоры.

Радиальный/центробежный тип используется в автомобильных двигателях для создания аналогичного крутящего момента и мощности с гораздо меньшим (более легким) турбонагнетателем, совместимым с небольшими двигателями.

Выхлопные газы вдуваются радиально вдоль лопаток турбины и выходят через ось вала турбины. С другой стороны; осевая турбина используется на крупных наземных установках и морских судах.

В этих конструкциях выхлопные газы входят и выходят из лопасти вдоль оси вала. Эти конструкции имеют следующие основные части со своим назначением:

1 ) Турбина

Высокоскоростной выхлопной газ из соплового кольца направляется на лопатки ротора.Кольца сопла используются для генерации кинетической энергии в выхлопных газах, в то время как лопасти ротора плотно удерживаются корнями еловой конструкции. Они защищены от вибрации шнуровкой, проходящей через каждую из них.

Жаропрочная хромоникелевая сталь используется для изготовления лопаток турбины, сопла колеса и вала. Надлежащее расположение пространства для охлаждающей воды также выполнено на его корпусе из чугуна.

2 ) Компрессор/нагнетатель

Компрессор или нагнетатель оснащен комплектом глушителя и фильтра на входе турбонагнетателя.

Для направления потока свежего воздуха к центру непосредственно перед крыльчаткой устанавливается нагнетатель из легкого сплава алюминиевой стали. Рабочее колесо забирает свежий воздух в осевом направлении, а подает его радиально вместе со спиральным корпусом.

Спиральный корпус расположен сразу после крыльчатки для преобразования всей кинетической энергии свежего воздуха в энергию давления. Затем сжатый воздух направляется в цилиндр через промежуточный охладитель для охлаждения сжатого воздуха.

3 ) Подшипники и уплотнения

На обеих частях турбонагнетателя установлены отдельные подшипники вала.Обычно используются шариковые и роликовые подшипники или подшипники скольжения.

Дополнительное лабиринтное уплотнение устанавливается между подшипниками и турбиной (1-й комплект) и между упорным подшипником и компрессором/вентилятором (2-й комплект). Лабиринтные уплотнения герметизируются выпуском воздуха из воздуходувки, чтобы избежать риска загрязнения смазочного масла выхлопными газами.

Как работает турбокомпрессор?

Основная идея заключается в производстве сжатого воздуха с помощью воздуходувки и турбины, установленных на одном валу.

  1. Свежий воздух всасывается крыльчаткой нагнетателя через комплект насадки и нагнетателя.
  2. Лопасти крыльчатки (нагнетателя) забирают воздух в осевом направлении, а выпускают его в радиальном направлении.
  3. Затем сжатый горячий воздух проходит через спиральный корпус для создания давления.
  4. Этот горячий сжатый воздух затем проходит через промежуточный охладитель или так называемый теплообменник.
  5. Теплообменник используется для охлаждения воздуха; тем самым увеличивая его плотность.
  6. Сжатый холодный воздух способствует сжиганию большего количества топлива, создавая тем самым большую мощность для вала, поршня и (гребного винта/колес/шестерни) в зависимости от применения двигателя.
  7. Большее сгорание приводит к большему количеству выхлопных газов, которые затем используются для вращения лопаток турбины.
  8. Кольца сопла используются для увеличения кинетической энергии выхлопных газов.
  9. Турбина вращается, вращая крыльчатку нагнетателя вместе с валом.
  10. Выхлоп выходит из системы с гораздо меньшим количеством отработанного тепла, чем в противном случае.

Как смазываются подшипники турбонагнетателя?

Турбокомпрессор является одним из самых надежных элементов оборудования, устанавливаемого на двигатель (на судне, транспортном средстве или любом другом наземном оборудовании).Они редко выходят из строя, а если и выходят, то основной причиной является загрязнение маслом или голодание.

знаю – знаю; Вы бы спросили, какая потребность в нефти в первую очередь?

Знаешь что! Турбокомпрессор состоит из двух основных частей: турбины и нагнетателя, который вращается на очень высоких оборотах с их общим валом. Такие скоростные требования предъявляются к защитным подшипникам, установленным на валах.

Они не только несут нагрузку, но и способствуют свободному движению вала. Единственная проблема; они требуют смазки для поддержания правильной работы без неисправностей.

Вот почему качество смазочного материала так важно для правильной работы турбокомпрессора. Таким образом, хороший смазочный материал должен иметь следующие характеристики:

  • Устойчивость к высоким температурам.
  • Хороший индекс вязкости
  • Высокая деэмульгируемость (способность выделять или отделяться от воды)
  • Не вступает в реакцию с деталями турбокомпрессора.
  • Хорошая несущая способность
  • Отсутствие пены / пенообразования
  • Устойчивость к коррозии и образованию ржавчины
  • Высокая температура воспламенения
  • Обеспечивает быстрый и легкий выпуск воздуха
  • Низкая температура застывания шестеренчатый насос для смазки.Масло подается из поддона (независимого от двигателя), расположенного по обеим сторонам корпуса, к этим подшипникам. Предусмотрено смотровое стекло, позволяющее видеть и проверять уровень масла в поддоне.

    С другой стороны, в подшипнике скольжения (обычно из белого металла) для этой цели используется смазочное масло основного двигателя.

    Смазочное масло подается к этим подшипникам из гравитационного резервуара через обратный клапан. Отверстие используется для подачи масла из главной линии смазочного масла двигателя в гравитационный бак с возвратной линией обратно в поддон для поддержания уровня масла.

    В. Что такое помпаж турбонагнетателя?

    Если вы когда-нибудь пойдете в машинное отделение в плохую погоду; скорее всего, вы заметите внезапный громкий шум с треском и вибрацией.

    Это то, что называется помпажем. Для всех, кто никогда этого не видел и ни от кого не слышал, это быстрое торможение из-за неравномерности спроса и предложения, возникшего из-за массового расхода воздуха ниже заданного отношения давлений.

    Проще говоря, это явление, при котором сжатый воздух выбрасывается обратно в атмосферу через воздуходувку.

    Когда давление продувки значительно превышает давление, создаваемое турбокомпрессором, это изменение направления потока воздуха происходит с громким шумом. Хотя это происходит не часто, но в непогоду можно увидеть (4 из 10 раз).

    Некоторые из основных причин помпажа турбонагнетателя: неправильное распределение мощности между агрегатами, грязные лопасти крыльчатки или забитый входной фильтр, а также плохая погода.

    Помпаж — это плохо, поэтому его следует избегать при любых условиях.Во избежание помпажа на борту судна принимаются следующие основные профилактические меры:

    1. Периодическая очистка фильтров на входе воздуходувки
    2. Надлежащее техническое обслуживание
    3. Выпуск продувки для выхлопа котла и экономайзера.
    4. Лопасти крыльчатки вентилятора промывать водой.
    5. Используйте индикаторную карту для поддержания производительности всех устройств.

    Вы можете увидеть живой пример скачка, нажав на эту ссылку ( Это сторонний контент, и мы не несем ответственности за качество контента, ссылки или что-либо еще ).

    Техническое обслуживание

    Регулярный осмотр и капитальный ремонт турбокомпрессоров проводятся на борту судна в соответствии с плановым техническим обслуживанием.

    Как правило, сюда входит проверка уровня масла в поддоне, очистка входных воздушных фильтров и проверка или замена подшипников в зависимости от часов работы, зазора, повреждений и вибрации. Кроме того, при каждой такой инспекции выполняется промывка водой каждой стороны.

    Пыль и масло, всасываемые из машинного отделения, могут прилипать к лопастям рабочего колеса, влияя на его производительность и эффективность.Таким образом, выполняется регулярная промывка водой стороны воздуходувки/компрессора. Для этого сначала наполните бак водой и закройте вентиль.

    Теперь откройте клапан A, чтобы подать воздух в бак; медленно откройте клапан B и подождите следующие 20-30 минут, пока процесс не завершится. Теперь закройте все вентили, осмотрите и опорожните бак.

    Хотя промывка водой стороны турбины обычно не рекомендуется из-за высокого риска коррозии и термического стресса.

    Но для уменьшения отложений налета и грязи на лопатках турбины необходимо иногда промывать водой сторону турбины.Для этой операции снижаются обороты двигателя, а затем открываются дренажи (турбокомпрессора). Медленно вода впускается сверху, чтобы выйти из стоков.

    За внешним видом сточных вод наблюдают до тех пор, пока из слива не начнет поступать чистая вода. Затем нагнетание воды прекращают и закрывают дренажи. Двигатель работает на той же скорости в течение следующих 5-10 минут, чтобы высушить систему.

    #ПРИМЕЧАНИЕ: Я с нетерпением жду ваших полезных комментариев и рекомендаций по улучшению этой статьи ( Турбокомпрессор — функция, конструкция и работа ).

    Читайте также:
    или

    Почему бы не запросить собственную тему!

    Как работает турбокомпрессор?

    Для забора воздуха в двигатель существует две процедуры: естественная аспирация и принудительная аспирация. Безнаддувные двигатели забирают воздух из внешней среды через впускной коллектор от воздушного фильтра. Этот тип двигателя использовался раньше, но в настоящее время почти каждый двигатель оснащен механическим устройством для принудительного впуска воздуха, которое помогает двигателю на впускном клапане сжимать воздух из воздушного фильтра.В совокупности это называется турбонагнетателем . Турбокомпрессор питается от выхлопных газов двигателя, это означает, что турбокомпрессор получает мощность от выхлопных газов, тогда как все нагнетатели получают мощность от шкива или ремня двигателя. Он используется для рекуперации энергии из отработанных газов на выхлопе. Это увеличивает выходную мощность за счет сжатия большего количества воздуха в цилиндре.

    Основные части турбокомпрессора

    Состоит из двух корпусов;

    1. Корпус выхлопа и
    2. Корпус компрессора
    Корпус выхлопа

    Он имеет турбинное колесо, когда выхлопные газы прямо ударяются о турбину, он начинает вращаться, потому что тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию.Турбинное колесо соединено с компрессором того же вала, поэтому компрессор также начинает вращаться автоматически. Корпус выхлопной трубы изготовлен из специального материала (NI RESIST), устойчивого к высоким температурам выхлопных газов (температура около 900°-1000°C).

    Корпус компрессора

    Имеет колесо компрессора, оно получает вращение от колеса турбины, и компрессор всасывает воздух из внешней среды. Это означает, что воздух с меньшим давлением преобразуется в воздух с высоким давлением благодаря компрессору.Колесо компрессора из INCONEL.

    Средняя часть турбонагнетателя:

    Вал между турбиной и корпусом компрессора является единственным способом соединения обоих колес. Этот вал состоит из чистой стали. Вал вращается только с втулкой или подшипником. В турбокомпрессоре конструкция подшипника сложнее, чем у втулки, поэтому втулки имеют сальники на обоих концах вала. Втулки и вал изготовлены из металла, поэтому трение больше, чтобы уменьшить трение между ними, в устройство добавлены движущиеся масла (турбомасло).Для предотвращения течи масла ходового масла (турбомасла) перед втулками закреплены сальники.

    Читайте также: 

    Работа турбонагнетателя
    • Турбокомпрессор может начать свой процесс при высоких оборотах около 1000-1200 об/мин. И это потому, что двигатель производит больше выхлопного дыма на высоких оборотах; так что он может вращать колесо турбины. В то время как при низких оборотах у него нет такой большой вращающей силы, которая требуется для вращения турбинного колеса.
    • Турбокомпрессор подходит для многоцилиндровых двигателей, поскольку одноцилиндровый двигатель не может производить столько выхлопных газов, сколько многоцилиндровые двигатели.
    • Колесо компрессора получает вращение от колеса турбины, таким образом, колесо компрессора начинает всасывать воздух из воздушного фильтра наружу. Основная работа компрессорного колеса заключается в подаче сжатого воздуха в интеркулер. На самом деле мы можем направить воздух из компрессора прямо во впускной коллектор после колеса компрессора. Но воздух после воздушного фильтра имеет температуру около 45° по Цельсию, что зависит от внешней атмосферы и благодаря компрессору эта температура воздуха увеличилась до 200° по Цельсию.
    • Мы знаем, что плотность воздуха высокой температуры меньше по сравнению с холодным воздухом. Вот почему охлаждать воздух; промежуточный охладитель играет важную роль в турбонагнетателях. Плотность воздуха с меньшей температурой высока, что означает, что больше молекул воздуха означает больше кислорода для сжигания топлива для сильного взрыва в камере сгорания. Таким образом, интеркулер снижает температуру воздуха для большего количества молекул воздуха.

    Для лучшего объяснения О том, как работает турбокомпрессор, посмотрите видео, указанное ниже:

    ограничение турбокомпрессора

    У него есть максимальная об / мин 2.5 лакхов-3 лакхов в минуту, при превышении этого предела создается дисбаланс на валу, что приводит к разрыву сальников и может привести к повреждению двигателя. Чтобы предотвратить эту проблему, турбокомпрессор оснащен клапаном между двумя корпусами. При особо высоком давлении, означающем, что давление, создаваемое после 3 лакх об/мин, клапан может автоматически открываться и направлять дополнительные выхлопные газы в сторону глушителя, а не на турбинное колесо, чтобы остановить превышение предела в 3 лакха об/мин. минута автоматически.

    Читайте также:

    Турбокомпрессор фактически нагнетает воздух в цилиндр, таким образом, нагнетая дополнительный воздух, который называется наддувом.Больше воздуха означает больше кислорода и может сжечь больше топлива, что может привести к более сильному взрыву по сравнению с нормальным сгоранием в цилиндре. Поршень движется очень быстро по сравнению с нормальным движением поршня в обычных двигателях. Без турбокомпрессора он не создает в двигателе таких быстрых возвратно-поступательных движений. При больших возвратно-поступательных движениях сила поршня велика, что может обеспечить больший поворот коленчатого вала. В системе трансмиссии коленчатый вал двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение, после чего это движение приводит в движение маховик и карданный вал соответственно.Если весь этот процесс протекает при более высоких оборотах, он может производить большую скорость на дифференциале автомобиля. Эффективно увеличивая взрыв внутри цилиндра, дает большую вращательную силу на колесах.

    Преимущества:
    • Уменьшение выбросов.
    • Увеличение мощности.
    • Не требует внешнего источника питания для запуска турбонагнетателя

    Недостатки:
    • Турбозадержка — это время между требованием увеличения мощности и турбокомпрессором, обеспечивающим повышенное давление на впуске и, следовательно, повышенную мощность.Турбо-задержка возникает из-за того, что турбокомпрессоры полагаются на повышение давления выхлопных газов для привода турбины. Проще говоря, турбокомпрессор включается после того, как вырабатывается определенное количество выхлопных газов, что происходит при определенных оборотах. Таким образом, когда это пороговое значение оборотов превышено, турбонаддув не сразу обеспечивает необходимый скачок мощности или наддув, и в течение этого периода автомобиль не движется очень быстро, когда дроссельная заслонка дается или ускоряется. Это связано с тем, что выхлопной системе и турбонагнетателю требуется время для создания необходимого наддува.Нагрузка на компрессор, трение и инерция являются основными причинами турбо-запаздывания.
    • Требуется больше места.

    В этой статье мы узнали о том, как работает турбокомпрессор в двигателе внутреннего сгорания. Если вы обнаружите, что что-то отсутствует или неверно, прокомментируйте нас. Если вы нашли эту статью информативной, поставьте лайк и поделитесь ею.

    6 типов турбокомпрессоров — работа, схема, преимущества и недостатки [Полная информация]

    Типы турбокомпрессора

    Что такое турбокомпрессор?

    Типы турбонагнетателей:- Турбокомпрессором называется агрегат, состоящий из двух основных компонентов: турбины и компрессора.Основная цель турбокомпрессора — увеличить объемный КПД камеры сгорания. Компрессор турбокомпрессора работает на атмосферном воздухе, который отвечает за увеличение плотности за счет вращения каналов лопаток рабочего колеса.

    Турбина турбокомпрессора создает высокое противодавление в выпускном коллекторе, что приводит к более высокому давлению выхлопных газов по сравнению с атмосферным давлением.

    Типы турбонагнетателей

    Существует 6 различных типов турбокомпрессоров, которые широко известны в автомобильной промышленности и перечислены ниже:

    1.Single-Turbo : (Типы турбокомпрессора) Одноместный турбо

    Одинарные турбокомпрессоры относятся к тем турбинам, которые, по мнению большинства людей, существуют с различными размерами элементов внутри него и которые также могут быть достигнуты с совершенно другим крутящим моментом и его характеристиками. Если турбины больше, то они, несомненно, обеспечат более высокий уровень максимальной мощности, тогда как меньшие турбины могут вращаться быстрее, а также могут обеспечить лучшую мощность на низких оборотах.

    Установлено, что это экономичный способ увеличения мощности двигателя, который стал широко известен и позволяет меньшим двигателям повысить эффективность за счет производства той же мощности, что и более крупные двигатели без наддува. двигатели с меньшей массой.Эти турбины, как правило, лучше всего работают в ограниченном диапазоне оборотов, а также водители испытывают турбо-задержку до тех пор, пока турбина не запустится и не войдет в рабочее состояние с диапазоном оборотов на пике.

    Преимущества одиночных турбин
    • По сравнению с другими это достаточно экономичный способ увеличения мощности двигателя и КПД.
    • Довольно простой и обычно самый простой способ турбонаддува с различными вариантами установки.
    • Может использоваться в двигателях меньшего размера для обеспечения того же уровня мощности, что и в двигателях без наддува большего размера, которые уменьшают вес.
    Недостатки одиночных турбин
    • Одинарные турбины, как правило, имеют довольно узкий эффективный диапазон оборотов, что делает выбор размера серьезной проблемой, поскольку необходимо выбирать между хорошим крутящим моментом на низких оборотах и ​​лучшей мощностью на высоких оборотах.
    • Реакция турбо может быть не такой быстрой по сравнению с турбо настройками.

    2. Twin-Turbo : (Типы турбонагнетателя) Twin Turbo

    По названию вполне ясно предсказывается, что твин-турбо встречаются с дополнительным турбокомпрессором к двигателю. Что касается двигателей V6 или V8, им назначается один турбонаддув для работы с каждым рядом цилиндров. Помимо этого, меньший турбонаддув используется при сравнительно более низких оборотах, а турбонаддув большего размера — при более высоких оборотах.

    Двойной последовательный турбонаддув также обеспечивает более широкий диапазон рабочих оборотов, а также обеспечивает лучший крутящий момент при меньшей турбо-задержке.Это помогает придать мощность на высоких оборотах. Две турбины также используются с целью увеличения сложности и стоимости, связанной с этим.

    Преимущества Twin-Turbo
    • В случае параллельных двойных турбонаддувов в V-образных двигателях преимущества и недостатки аналогичны установкам с одинарным турбонаддувом.
    • Для секвентальных турбокомпрессоров или для использования турбонагнетателя как на низких, так и на высоких оборотах он обеспечивает гораздо более широкую и плоскую кривую крутящего момента, сопровождающуюся лучшим крутящим моментом на низких оборотах, при этом мощность не уменьшается при высоких оборотах с небольшим одно турбо.
    Недостатки Twin-Turbo
    • Стоимость и сложность — его самый большой недостаток.
    • По сравнению с другими, они намного легче и имеют более эффективные способы достижения аналогичных результатов.

    3. Турбина Twin-Scroll : (Типы турбонагнетателя) Твин Скрол Турбо Турбокомпрессоры с двойной спиралью

    относятся к турбокомпрессорам, для которых требуется корпус турбины с разделенным впускным отверстием и выпускной коллектор, который устанавливается в паре с правильными цилиндрами двигателя независимо друг от друга.Например, в случае четырехцилиндрового двигателя с порядком работы 1-3-4-2 цилиндры 1 и 4 могут питаться от одной спирали турбокомпрессора, тогда как цилиндры 2 и 3 могут питаться от отдельной спирали. .

    Эта компоновка помогает обеспечить высокоэффективную передачу энергии выхлопных газов на турбокомпрессор, что приводит к поступлению в цилиндр очень плотного и чистого воздуха. Чем большее количество энергии направляется на выхлопную турбину, тем выше будет вырабатываемая мощность. Обнаружено, что в этих типах турбонаддувов существует штраф за стоимость решения проблемы сложности системы, которая требует сложных корпусов турбины, выпускных коллекторов и турбин.

    Преимущества Twin-Scroll Turbo
    • Чем больше энергии направляется на выхлопную турбину, тем выше будет вырабатываемая мощность.
    • Возможен очень высокий диапазон эффективного наддува, основанный на различных конструкциях спирали.
    • Возможно большее перекрытие клапанов, что возможно без нарушения продувки выхлопных газов, что явно предсказывает большую гибкость настройки.
    Недостатки Twin-Scroll Turbo
    • Установлено, что существует потребность в определенной компоновке двигателя и конструкции выхлопа, которые могут подаваться на каждую спираль турбокомпрессора через равные промежутки времени.
    • Стоимость и сложность выше по сравнению с традиционными одинарными турбинами, что утомительно в обслуживании.

    4. Турбина с изменяемой геометрией: (Типы турбокомпрессора) Турбо с изменяемой геометрией

    ВГЦ относится к типам турбокомпрессоров, которые включают в себя кольцо лопаток аэродинамической формы внутри корпуса турбины на входе в турбину. Турбины, используемые в легковых и легких коммерческих автомобилях, могут вращаться для одновременного изменения угла закрутки газа и площади поперечного сечения.Имеющиеся внутренние лопасти изменяют соотношение площади турбины к радиусу (A/R), чтобы соответствовать оборотам двигателей, а также обеспечивать максимальную производительность.

    В случае низких оборотов возникает низкое соотношение A/R, что помогает турбонаддуву быстро раскручиваться за счет увеличения скорости выхлопных газов. На более высоких оборотах отношение A/R увеличивается, что отвечает за увеличение воздушного потока. Это приводит к низкому порогу наддува, который отвечает за уменьшение турбоямы, а также обеспечивает широкий и плавный диапазон крутящего момента.

    В то время как VGT довольно часто используются в дизельных двигателях, где выхлопные газы понижают температуру, и к тому времени VGT были просто ограничены в применении бензиновых двигателей из-за их стоимости, а требования к компонентам были сделаны из экзотического материала. Чем выше температура выхлопных газов, тем предсказывается, что лопасти должны быть изготовлены из экзотического термостойкого материала, который используется для предотвращения повреждений. Это было ограничено их использованием в роскоши и высокими характеристиками двигателя.

    Преимущества Турбокомпрессор с изменяемой геометрией
    • Довольно широкая и плоская кривая крутящего момента. Это эффективный метод турбонаддува с очень широким диапазоном оборотов.
    • Требуется только один турбонаддув, который упрощает настройку последовательного турбонаддува и делает ее более компактной.
Недостатки Переменная геометрия Турбонагнетатель
  • Чаще всего они используются в дизельных двигателях, где уровень выхлопных газов меньше, так что лопасти не повреждаются под воздействием тепла.
  • Для бензиновых двигателей цена не позволяет использовать их, чтобы обеспечить надежность. Эта технология использовалась в Porsche 997, хотя существует очень мало бензиновых двигателей VGT из-за связанных с этим затрат.

5. Регулируемый турбонагнетатель Twin-Scroll : (Типы турбонагнетателя) Переменная Twin Scroll Turbo

Название полностью предполагает, что турбокомпрессор VTS относится к турбокомпрессору, который сочетает в себе преимущества турбокомпрессора с двойной спиралью и турбокомпрессора с изменяемой геометрией.Это достигается за счет использования клапана, который может перенаправлять поток отработанного воздуха в одну улитку, или просто путем изменения степени открывания клапана, который позволяет выхлопным газам разделяться на обе спирали.

Конструкция турбокомпрессора VTS представляет собой более дешевую и надежную альтернативу турбинам VGT, что означает, что это жизнеспособный вариант для бензиновых двигателей. По этой причине в бензиновых двигателях его предпочитали больше, чем в дизельных двигателях.

Преимущества Турбокомпрессор с регулируемой спиралью TwinScroll
  • Сравнительно дешевле, чем VGT, что делает приемлемым вариант для бензинового двигателя с турбонаддувом.
  • Позволяет получить очень широкую и плоскую кривую крутящего момента.
  • Эти турбокомпрессоры имеют довольно прочную конструкцию по сравнению с VGT, что зависит от выбора материала.
Недостатки Переменная Twin-Scroll Turboatlger
  • Стоимость и сложность учитывались при использовании одинарного турбонаддува или традиционного твин-скроллинга.
  • Технология, с которой раньше играли, кажется, не прижилась в мире производства. В основном это дополнительные проблемы с технологией.

6. Электрический турбонагнетатель : (Типы турбонагнетателя) Электрический турбо

Электрический турбонагнетатель используется для устранения турбозапаздывания, а также для помощи обычному турбонагнетателю на сравнительно более низких оборотах двигателя, когда обычный турбокомпрессор не так эффективен.Это достигается за счет добавления электродвигателя, который отвечает за раскрутку компрессора турбонагнетателя с самого начала и на низких оборотах до тех пор, пока мощность выхлопных газов не станет максимальной, чтобы заставить турбокомпрессор работать.

Этот метод делает турбо задержку, а также увеличивает диапазон оборотов, в котором турбо будет работать с еще большей эффективностью. Он также выглядит как электронная турбина, которая является идеальным ответом на все отрицательные характеристики обычных турбонагнетателей, хотя есть и некоторые недостатки.Большинство из них связаны со стоимостью и сложностью, поскольку электродвигатель должен быть размещен и питаться, а также должен охлаждаться, чтобы предотвратить проблемы с надежностью.

Преимущества Электрический турбонагнетатель
  • Турбо-задержку можно предотвратить, напрямую подключив электродвигатель к крыльчатке компрессора. Недостаточное количество выхлопных газов может практически исключить вращающийся компрессор с электроэнергией, когда это необходимо.
  • Энергию, которая кажется потраченной впустую, можно восстановить, подключив электродвигатель к выхлопной турбине.
  • Очень широкий эффективный диапазон оборотов при полном крутящем моменте.
Недостатки электрический турбонагнетатель 4
  • Неэкономичный и очень сложный электродвигатель, который охлаждает его, чтобы предотвратить проблемы с надежностью, которые также характерны для дополнительных контроллеров.
  • Упаковка и вес становятся проблемой в случае наличия на борту дополнительной батареи, необходимой для подачи достаточного количества энергии на турбокомпрессор, когда это необходимо.
  • Двойные свитки предлагают очень похожие преимущества, хотя и не на том же уровне, но по значительно более низкой цене.

Преимущества турбокомпрессора

Важно знать, что существуют различные преимущества турбокомпрессора. Давайте погрузимся, чтобы узнать больше:

  • Турбокомпрессор более мощный по сравнению с безнаддувными двигателями.
  • Более высокий тепловой КПД по сравнению с двигателем без наддува и двигателем с наддувом, поскольку выхлопные газы двигателя используются для выполнения полезной работы, которая была бы потрачена впустую

Недостатки турбонагнетателя

Знать только о преимуществах недостаточно, поэтому давайте узнаем, какие вообще могут быть недостатки у турбокомпрессора:

  • В случае большого турбонагнетателя наддув создается медленно с увеличением давления выхлопных газов, которое необходимо для преодоления инерции вращения большой турбины, чтобы уменьшить приемистость.
  • Если турбокомпрессор слишком маленький, турбозадержка будет не такой большой, тогда как пиковая мощность будет значительно меньше
  • Сложные турбокомпрессоры вращаются с более высокими оборотами, надлежащее охлаждение и смазка очень важны.

Источник изображения: — hs-motorsports, tfaspeed, dsportmag

Турбокомпрессор — Принцип работы и запаздывание турбокомпрессора

Время чтения: 9 минут, 56 секунд

Турбокомпрессор, в просторечии известный как турбокомпрессор, представляет собой устройство принудительной индукции с приводом от турбины, которое повышает эффективность двигателя внутреннего сгорания и выходную мощность за счет подачи дополнительного сжатого воздуха в камеру сгорания.

Это улучшение выходной мощности двигателя без наддува связано с тем, что компрессор может нагнетать в камеру сгорания больше воздуха и пропорционально больше топлива, чем атмосферное давление (и, если на то пошло, напорные воздухозаборники) в одиночку.

Турбокомпрессоры изначально были известны как турбокомпрессоры, потому что все устройства принудительной индукции классифицируются как нагнетатели. Технически турбокомпрессоры являются нагнетателями, однако сегодня термин «нагнетатель» обычно применяется только к устройствам принудительной индукции с механическим приводом.Ключевое различие между турбокомпрессором и обычным нагнетателем заключается в том, что нагнетатель приводится в действие механически от двигателя, часто через ремень, соединенный с коленчатым валом, тогда как турбонагнетатель приводится в действие турбиной, приводимой в движение выхлопными газами двигателя. По сравнению с нагнетателем с механическим приводом, турбокомпрессоры менее чувствительны. Twincharger относится к двигателю с нагнетателем и турбонагнетателем.

Производители обычно используют турбокомпрессоры в двигателях грузовиков, автомобилей, поездов, самолетов и строительной техники.Они чаще всего используются с двигателями внутреннего сгорания цикла Отто и цикла Дизеля.

Сравнение турбонаддува с наддувом

В отличие от турбонагнетателей, нагнетатели механически приводятся в действие двигателем. Ремни, цепи, валы и шестерни являются распространенными способами приведения в действие нагнетателя, создавая механическую нагрузку на двигатель. Например, на одноступенчатом односкоростном двигателе Rolls-Royce Merlin с наддувом нагнетатель использует около 150 л.с. (110 кВт).Тем не менее, преимущества перевешивают затраты; для 150 л.с. (110 кВт) для привода нагнетателя двигатель вырабатывает дополнительные 400 л.с. (300 кВт), чистый прирост 250 л.с. (190 кВт). Именно здесь становится очевидным принципиальный недостаток нагнетателя; двигатель должен выдерживать чистую выходную мощность двигателя плюс мощность для привода нагнетателя.

Еще одним недостатком некоторых нагнетателей является более низкая адиабатическая эффективность по сравнению с турбонагнетателями (особенно нагнетателями типа Рутса).Адиабатический КПД — это мера способности компрессора сжимать воздух, не добавляя к этому воздуху избыточного тепла. Даже в идеальных условиях процесс сжатия всегда приводит к повышенной температуре на выходе; однако более эффективные компрессоры производят меньше избыточного тепла. Нагнетатели Рутса отдают воздуху значительно больше тепла, чем турбонагнетатели. Таким образом, при заданном объеме и давлении воздуха воздух с турбонаддувом холоднее и, как следствие, более плотный, содержащий больше молекул кислорода и, следовательно, большую потенциальную мощность, чем воздух с наддувом.На практике разница между ними может быть существенной: турбонагнетатели часто производят на 15–30% больше мощности исключительно за счет различий в адиабатической эффективности (однако из-за теплопередачи от горячего выхлопа происходит значительный нагрев).

Для сравнения, турбонагнетатель не создает прямой механической нагрузки на двигатель, хотя турбонагнетатели создают противодавление выхлопных газов на двигатели, увеличивая насосные потери. Это более эффективно, потому что, хотя повышенное противодавление нагружает ход выпуска поршня, большая часть энергии, приводящей в движение турбину, обеспечивается все еще расширяющимися выхлопными газами, которые в противном случае были бы потрачены впустую в виде тепла через выхлопную трубу.В отличие от наддува, основным недостатком турбонаддува является так называемое «запаздывание» или «время спулинга». Это время между потребностью в увеличении мощности (дроссельная заслонка открыта) и турбокомпрессором(ами), обеспечивающим повышенное давление на впуске и, следовательно, повышенную мощность.

Запаздывание дроссельной заслонки происходит из-за того, что турбонагнетатели полагаются на повышение давления выхлопных газов для привода турбины. В системах с регулируемой мощностью, таких как автомобильные двигатели, давление выхлопных газов на холостом ходу, низкие обороты двигателя или малый дроссель обычно недостаточны для привода турбины.Только когда двигатель достигает достаточной скорости, секция турбины начинает раскручиваться или вращаться достаточно быстро, чтобы создать давление на входе выше атмосферного давления.

Сочетание турбонагнетателя с приводом от выхлопных газов и нагнетателя с приводом от двигателя может смягчить недостатки обоих. Этот метод называется двойной зарядкой.

В случае двухтактных двигателей Electro-Motive Diesel турбонагнетатель с механическим усилителем не является двойным нагнетателем, поскольку двигатель использует механическое усиление для наддува воздуха только при более низких оборотах двигателя и при запуске.Оказавшись выше отметки № 5, двигатель использует настоящий турбонаддув. Это отличается от турбонагнетателя, который использует компрессорную секцию турбокомпрессора только во время запуска и, поскольку двухтактные двигатели не могут работать без наддува, и, согласно определениям SAE, двухтактный двигатель с механическим компрессором на холостом ходу и низкий дроссель считается без наддува.

Принцип работы

В поршневых двигателях без наддува всасываемые газы всасываются или «выталкиваются» в двигатель под действием атмосферного давления, заполняя объемную пустоту, образовавшуюся в результате хода поршня вниз (что создает область низкого давления), аналогично втягиванию жидкости с помощью шприца .Количество фактически вдыхаемого воздуха по сравнению с теоретическим количеством, если бы двигатель мог поддерживать атмосферное давление, называется объемным КПД. Целью турбокомпрессора является улучшение объемного КПД двигателя за счет увеличения плотности всасываемого газа (обычно воздуха), что позволяет увеличить мощность за цикл двигателя.

Компрессор турбокомпрессора всасывает окружающий воздух и сжимает его перед подачей во впускной коллектор под повышенным давлением. Это приводит к увеличению массы воздуха, поступающего в цилиндры при каждом такте впуска.Мощность, необходимая для вращения центробежного компрессора, получается из кинетической энергии выхлопных газов двигателя.

В автомобильной промышленности под «наддувом» понимается величина, на которую давление во впускном коллекторе превышает атмосферное давление на уровне моря. Это показатель дополнительного давления воздуха, которое достигается по сравнению с тем, которое было бы достигнуто без принудительной индукции. Уровень наддува может отображаться на манометре, обычно в барах, фунтах на квадратный дюйм или, возможно, в кПа. Управление наддувом турбокомпрессора сильно изменилось за более чем 100 лет их использования.Современные турбокомпрессоры могут использовать перепускные клапаны, продувочные клапаны и изменяемую геометрию, как описано в следующих разделах.

В бензиновых двигателях с турбокомпрессором давление наддува ограничено, чтобы вся система двигателя, включая турбокомпрессор, оставалась в пределах расчетного теплового и механического рабочего диапазона. Чрезмерный наддув двигателя часто вызывает повреждение двигателя различными способами, включая преждевременное зажигание, перегрев и чрезмерную нагрузку на внутреннее оборудование двигателя. Например, чтобы избежать детонации двигателя (также известной как детонация) и связанного с этим физического повреждения двигателя, давление во впускном коллекторе не должно быть слишком высоким, поэтому давление во впускном коллекторе двигателя должно контролироваться каким-либо образом.Открытие вестгейта позволяет избыточной энергии, предназначенной для турбины, обходить ее и поступать прямо в выхлопную трубу, тем самым снижая давление наддува. Вестгейт может управляться вручную (часто встречается в самолетах) или с помощью привода (в автомобилях он часто управляется блоком управления двигателем).

Повышение давления (или наддув)

Турбокомпрессор также можно использовать для повышения эффективности использования топлива без увеличения мощности. Это достигается за счет отвода энергии выхлопных газов от процесса сгорания и подачи ее обратно на «горячую» сторону впуска турбокомпрессора, которая вращает турбину.Поскольку горячая сторона турбины приводится в действие энергией выхлопных газов, турбина с холодным впуском (другая сторона турбины) сжимает свежий всасываемый воздух и направляет его во впуск двигателя. Используя эту в противном случае потраченную впустую энергию для увеличения массы воздуха, становится легче гарантировать, что все топливо будет сожжено до того, как оно будет выпущено в начале стадии выпуска. Повышенная температура из-за более высокого давления дает более высокий КПД Карно.

Пониженная плотность всасываемого воздуха вызвана потерей плотности атмосферы, наблюдаемой на больших высотах.Таким образом, турбокомпрессор естественным образом используется в авиационных двигателях. Когда самолет поднимается на большую высоту, давление окружающего воздуха быстро падает. На высоте 18 000 футов (5 500 м) воздух находится под половиной давления на уровне моря, а это означает, что на этой высоте двигатель вырабатывает менее половины мощности. В авиационных двигателях турбонаддув обычно используется для поддержания давления в коллекторе по мере увеличения высоты (т. Е. Для компенсации воздуха с более низкой плотностью на больших высотах). Поскольку атмосферное давление снижается по мере набора высоты самолета, мощность двигателей без наддува падает в зависимости от высоты.Системы, в которых используется турбокомпрессор для поддержания выходной мощности двигателя на уровне моря, называются турбонормализованными системами. Как правило, турбонормализованная система пытается поддерживать давление в коллекторе на уровне 29,5 дюймов ртутного столба (100 кПа).

Задержка турбонагнетателя

Запаздывание турбонагнетателя (турбо-запаздывание) — это время, необходимое для изменения выходной мощности в ответ на изменение положения дроссельной заслонки, проявляющееся в виде колебаний или замедления отклика дроссельной заслонки при ускорении по сравнению с двигателем без наддува.Это происходит из-за времени, необходимого выхлопной системе и турбонагнетателю для создания необходимого наддува, что также можно назвать спулингом. Инерция, трение и нагрузка на компрессор являются основными причинами запаздывания турбонагнетателя. Нагнетатели не страдают этой проблемой, потому что турбина исключена из-за того, что компрессор напрямую приводится в действие двигателем.

Применение турбокомпрессоров можно разделить на те, которые требуют изменения выходной мощности (например, автомобильные), и те, которые не требуют (например, морские, авиационные, коммерческие автомобильные, промышленные, двигатель-генераторы и локомотивы).Хотя запаздывание турбонагнетателя важно в той или иной степени, оно наиболее проблематично в приложениях, требующих быстрых изменений выходной мощности. Конструкции двигателей уменьшают запаздывание несколькими способами:

  • Снижение инерции вращения турбонагнетателя за счет использования деталей меньшего радиуса, а также керамики и других более легких материалов
  • Изменение соотношения сторон турбины
  • Увеличение давления воздуха на верхней палубе (нагнетание компрессора) и улучшение реакции перепускной заслонки
  • Уменьшение потерь на трение в подшипниках, е.g., с использованием фольгированного подшипника вместо обычного масляного подшипника
  • Использование турбонагнетателей с регулируемым соплом или турбокомпрессоров с двойной спиралью
  • Уменьшение объема трубопровода верхнего этажа
  • Использование нескольких турбонагнетателей последовательно или параллельно
  • Использование системы предотвращения запаздывания
  • Использование золотникового клапана турбонагнетателя для увеличения скорости потока выхлопных газов к турбине (с двойной спиралью)

Иногда турбозадержку ошибочно принимают за обороты двигателя ниже порога наддува.Если частота вращения двигателя ниже порога наддува турбокомпрессора, то время, необходимое транспортному средству для набора скорости и оборотов, может быть значительным, может быть, даже десятками секунд для тяжелого автомобиля, трогающегося с низкой скоростью транспортного средства на высокой передаче. Это ожидание увеличения скорости автомобиля не является турбо задержкой, это неправильный выбор передачи для потребности в наддуве. Как только транспортное средство достигает достаточной скорости, чтобы обеспечить требуемые обороты для достижения порога наддува, будет гораздо более короткая задержка, в то время как сама турбина создает вращательную энергию и переходит к положительному наддуву, только эта последняя часть задержки в достижении положительного наддува является турбонаддувом. отставание

Порог повышения

Порог наддува системы турбокомпрессора — это нижняя граница области, в которой работает компрессор. Ниже определенного расхода компрессор производит незначительный наддув. Это ограничивает наддув на определенных оборотах, независимо от давления выхлопных газов. Новые разработки турбонагнетателя и двигателя неуклонно снижают пороги наддува.

Электрическое усиление («E-boosting») — это новая технология, находящаяся в стадии разработки.Он использует электродвигатель, чтобы довести турбокомпрессор до рабочей скорости быстрее, чем это возможно с использованием доступных выхлопных газов. Альтернативой электронному наддуву является полное разделение турбины и компрессора на турбогенератор и электрический компрессор, как в гибридном турбокомпрессоре. Это делает скорость компрессора независимой от скорости турбины.

Турбокомпрессоры начинают создавать наддув только тогда, когда в выхлопных газах присутствует определенное количество кинетической энергии. Без достаточного потока выхлопных газов для вращения лопаток турбины турбонагнетатель не может создать необходимую силу для сжатия воздуха, поступающего в двигатель.Порог наддува определяется объемом двигателя, оборотами двигателя, открытием дроссельной заслонки и размером турбонагнетателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Турбокомпрессор Supercharger
Powered по потоку выпуска , работающие на двигателе
НЕ повышает эффективность, так как создает паразитную нагрузку на двигатель.
Увеличение мощности двигателя до 50% Увеличение до 50% мощности двигателя
SMOG фильтрация NO SMOG фильтрация
турбины спинов до 150 000 об / мин турбины до 50 000 об / мин
Лучше увеличить на более высоком двигателе RPM Лучше повышение на более низкий двигатель RPM
Signature Turbo Track Turber
сложнее для обслуживания легче поддерживать