Турбокомпрессордың жұмыс істеу принципі және оның конструкциясы

Турбокомпрессор (турбина) - автомобильдерде іштен жанатын қозғалтқыштың цилиндрлеріне ауаны мәжбүрлеу үшін қолданылатын механизм. Бұл жағдайда турбина тек пайдаланылған газдар ағынымен қозғалады. Турбокомпрессорды пайдалану оның ықшам көлемін және төмен жанармай шығынын сақтай отырып, қозғалтқыш қуатын 40% дейін арттыруға мүмкіндік береді.

Турбина қалай орналасады, оның жұмыс істеу принципі

Стандартты турбокомпрессор мыналардан тұрады:

1. Тұрғын үй. Ыстыққа төзімді болаттан жасалған. Оның бұрандалы пішіні бар, қысым жүйесінде орнатуға арналған фланецтермен қамтамасыз етілген екі түрлі бағытталған түтіктер.
2. Турбиналық дөңгелек. Ол сорғыштың энергиясын қатты бекітілген біліктің айналуына түрлендіреді. Ыстыққа төзімді материалдардан жасалған.
3. Компрессор дөңгелегі. Ол турбина дөңгелегінен айналуды қабылдайды және қозғалтқыш цилиндрлеріне ауаны айдайды. Компрессордың жұмыс дөңгелегі көбінесе алюминийден жасалған, бұл энергия шығынын азайтады. Бұл аймақтағы температура режимі қалыпты жағдайға жақын және ыстыққа төзімді материалдарды пайдалану талап етілмейді.
4. Турбина білігі. Турбинаның дөңгелектерін (компрессор мен турбина) қосады.
5. Тегіс мойынтіректер немесе шарикті мойынтіректер. Корпустағы білікті қосу үшін қажет. Дизайн бір немесе екі тірекпен (мойынтіректермен) жабдықталуы мүмкін. Соңғылары қозғалтқыштың жалпы майлау жүйесімен майланады.
6. айналма клапан. ПТурбина дөңгелегіне әсер ететін пайдаланылған газдардың ағынын реттеуге арналған. Бұл күшейту қуатын басқаруға мүмкіндік береді. Пневматикалық жетекі бар клапан. Оның позициясы жылдамдық сенсорынан сигнал алатын қозғалтқыш ECU арқылы бақыланады.

Бензин және дизельді қозғалтқыштардағы турбинаның негізгі жұмыс принципі келесідей:

• Шығарылған газдар турбокомпрессор корпусына бағытталады, онда олар турбина қалақтарына әсер етеді.
• Турбина дөңгелегі айнала бастайды және жылдамдай бастайды. Турбинаның айналу жылдамдығы жоғары жылдамдықта 250 000 айн/мин жетуі мүмкін.
• Турбина дөңгелегі арқылы өткеннен кейін пайдаланылған газдар шығару жүйесіне шығарылады.
• Компрессор дөңгелегі синхронды түрде айналады (себебі ол турбинамен бір білікке орналасқан) және сығылған ауа ағынын салқындатқышқа, содан кейін қозғалтқыштың қабылдау коллекторына бағыттайды.

Турбинаның сипаттамалары

Иінді білікпен басқарылатын механикалық компрессормен салыстырғанда турбинаның артықшылығы – ол қозғалтқыштан энергия алмайды, бірақ оның жанама өнімдерінің энергиясын пайдаланады. Оны өндіру арзанырақ және пайдалану арзанырақ.

Техникалық тұрғыдан дизельдік қозғалтқыштың турбинасы бензин қозғалтқышымен бірдей болғанымен, ол дизельдік қозғалтқышта жиі кездеседі. Негізгі ерекшелігі - жұмыс режимдері. Демек, дизельдік қозғалтқыштар үшін ыстыққа азырақ төзімді материалдарды қолдануға болады, өйткені пайдаланылған газдың температурасы дизельдік қозғалтқыштарда орташа 700 ° C-тан және бензин қозғалтқыштарында 1000 ° C-қа дейін. Бұл бензин қозғалтқышына дизельдік турбинаны орнату мүмкін емес дегенді білдіреді.

Екінші жағынан, бұл жүйелерде күшейту қысымының әртүрлі деңгейлері бар. Бұл жағдайда турбинаның тиімділігі оның геометриялық өлшемдеріне байланысты екенін ескеру керек. Цилиндрлерге үрленген ауаның қысымы екі бөліктің қосындысы болып табылады: 1 атмосфералық қысым және турбокомпрессор жасаған артық қысым. Ол 0,4-тен 2,2 атмосфераға дейін немесе одан да көп болуы мүмкін. Дизельдік қозғалтқыштағы турбинаның жұмыс принципі пайдаланылған газды көбірек алуға мүмкіндік беретіндіктен, бензин қозғалтқышының дизайнын тіпті дизельдік қозғалтқыштарда орнату мүмкін емес.

Турбокомпрессорлардың түрлері және қызмет ету мерзімі

Турбинаның негізгі кемшілігі қозғалтқыштың төмен айналу жиілігінде пайда болатын «турбо лаг» әсері болып табылады. Ол қозғалтқыш жылдамдығының өзгеруіне жауап ретінде уақыттың кешігуін білдіреді. Бұл кемшілікті жою үшін турбокомпрессорлардың әртүрлі түрлері жасалды:

• Қос айналдыру жүйесі. Жоба турбиналық камераны және нәтижесінде пайдаланылған газ ағынын бөлетін екі арнаны қарастырады. Бұл жылдамырақ жауап беру уақытын, турбинаның максималды тиімділігін қамтамасыз етеді және шығатын порттардың бітелуін болдырмайды.
• Айнымалы геометриялы турбина (айнымалы геометриялы саптама). Бұл дизайн дизельдік қозғалтқыштарда жиі қолданылады. Ол турбинаға кіретін жолдың көлденең қимасының оның қалақтарының қозғалғыштығына байланысты өзгеруін қамтамасыз етеді. Айналу бұрышын өзгерту пайдаланылған газдардың ағынын реттеуге мүмкіндік береді, осылайша пайдаланылған газдардың жылдамдығын және қозғалтқыштың жылдамдығын реттейді. Бензин қозғалтқыштарында айнымалы геометриялық турбиналар жиі спорттық автомобильдерде кездеседі.

Турбокомпрессорлардың кемшілігі турбинаның сынғыштығы болып табылады. Бензин қозғалтқыштары үшін бұл орташа есеппен 150 000 шақырымды құрайды. Екінші жағынан, дизельді қозғалтқыштың турбиналық қызмет ету мерзімі сәл ұзағырақ және орташа есеппен 250 000 километрді құрайды. Жоғары жылдамдықпен ұзақ уақыт жүру, сондай-ақ майды дұрыс таңдамау, қызмет ету мерзімін екі немесе тіпті үш есеге қысқартуға болады.

Турбинаның бензин немесе дизельдік қозғалтқышта қалай жұмыс істейтініне байланысты өнімділікті бағалауға болады. Тексеру сигналы - көк немесе қара түтіннің пайда болуы, қозғалтқыш қуатының төмендеуі, сондай-ақ ысқырық пен сылдырдың пайда болуы. Бұзылуларды болдырмау үшін майды, ауа сүзгілерін өзгерту және уақытында тұрақты техникалық қызмет көрсету қажет.