Принципот на работа на турбината

Турбината (турбополначот) стана дефинирачка алка за зголемување на моќноста на моторот.

Што е турбина и зошто е потребна

Турбината е уред во автомобил кој е дизајниран да го притиска влезниот колектор на автомобилот за да дозволи повеќе воздух, а со тоа и кислород, да влезе во комората за согорување.

Главната цел на турбината - со нејзина помош, можете значително да ја зголемите моќноста на автомобилот. Со зголемување на притисокот во доводниот колектор за 1 атмосфера, двојно повеќе кислород ќе влезе во комората за согорување, што значи дека од мал турбо мотор може да се очекува моќност, како од аспириран мотор со двојно поголема јачина: Приближна теоретска аритметика е не е бесмислено...

Принцип на работа на турбополнач

Принципот на работа на турбината е едноставен: топлите издувни гасови влегуваат во топлиот дел од турбината преку издувниот колектор, минуваат низ работното коло на топлиот дел, ставајќи го во движење и вратилото на кое е инсталирана. Работното коло на самиот компресор е фиксирано на истата оска во студениот дел од турбината; ова работно коло, додека се ротира, врши притисок врз влезниот тракт и доводниот колектор, дозволувајќи повеќе воздух да влезе во комората за согорување.

Турбински уред

Турбината се состои од две намотки: калем на компресорот, преку кој воздухот се вшмукува и насилно се внесува во доводниот колектор, и серпентина со топла завршница, низ која минуваат издувните гасови за време на ротацијата на турбината, тркалото на турбината и излезот до издувниот тракт. Работно коло на компресорот и работно коло со топла завршница. Од чак со топчест лежиште. Лежиштата се прикачени на куќиштето што ги поврзува двата волута, а во куќиштето има и коло за ладење.

За време на работата, турбината е подложена на многу високи термодинамички оптоварувања. Издувните гасови со многу висока температура од 800-9000 ° C влегуваат во топлиот дел на турбината, така што куќиштето на турбината е направено од леано железо со посебен состав и посебен метод на лиење.

Брзината на ротација на вратилото на турбината достигнува 200 вртежи во минута или повеќе, така што производството на делови бара висока прецизност, прилагодување и балансирање. Покрај тоа, турбината поставува високи барања за употребените мазива. Во некои турбини, системот за подмачкување служи и како систем за ладење на лежиштата на турбините.

Систем за ладење на турбината

Системот за ладење на турбината на моторот служи за подобрување на размената на топлина на деловите и механизмите на турбополначот.

Постојат два најчести начини за ладење на делови од турбополначот: ладење со масло, кое ги подмачкува лежиштата и сложено ладење масло-антифриз на целокупниот систем за ладење на возилото.

Двата методи имаат голем број на предности и недостатоци.

ладење со масло

Придобивки:

• Поедноставен дизајн
• Пониски трошоци за производство на самата турбина

Дефекти:

• Помала ефикасност на ладење во споредба со сложен систем
• Поголеми барања за квалитетот на маслото и почесто менување на маслото
• Повеќе бара за контрола на температурата на маслото

Првично, повеќето производни турбо мотори беа опремени со цевки што се ладат со масло. Поминувајќи низ лежиштето, маслото е многу жешко. Потоа, кога температурата беше надвор од нормалниот опсег на работа, маслото почна да врие, коксираше, ги затнува каналите и го ограничува пристапот на подмачкување и ладење до лежиштата. Ова доведе до брзо абење, затнување и скапи поправки. Проблемот може да биде предизвикан од неколку причини: неквалитетно масло или не се препорачува за овој тип на мотор, надминување на препорачаните интервали за промена на маслото, дефект на системот за подмачкување на моторот итн.

Вградено ладење со масло и антифриз

Придобивки:

• Поголема ефикасност на ладење

Дефекти:

• Покомплексен дизајн на самиот турбополнач, како резултат на повисоките трошоци

Кога турбината се лади со масло и антифриз, се зголемува ефикасноста и практично нема проблеми како што се вриење и коксирање на маслото. Но, овој систем за ладење има покомплексен дизајн. Има посебно коло за масло и коло за ладење. Маслото, како и досега, служи за подмачкување на лежиштата и за ладење, а антифризот, кој се користи од општиот систем за ладење на моторот, спречува прегревање и вриење на маслото. Како резултат на тоа, цената на самата структура се зголемува.

За време на работата на турбината, воздухот се компресира под дејство на компресорот и како резултат на тоа е многу жежок, што има непожелни последици: колку е повисока температурата на воздухот, толку помалку кислород во него, толку е помала ефикасноста на засилување. За борба против овој феномен, дизајниран е интеркулер: воздушен интеркулер.

Греењето на воздухот не е единствениот проблем со кој дизајнерите се обидуваат да се справат при дизајнирање на мотор со турбополнач. Вистинскиот проблем е инерцијата на турбината (заостанување на турбината, турбо задоцнување), доцнењето во одговорот на моторот на отворот за гас. Турбината го достигнува врвот на своите можности при одредени вртежи на моторот, па се веруваше дека турбината се вклучува при одредени брзини. Турбината, во повеќето случаи, секогаш работи, а брзината со која ја достигнува својата максимална ефикасност е различна за секој мотор и секоја турбина. Во обид да се реши овој проблем, твин-турбо (твин-турбо, твин-турбо, би-турбо, би-турбо) системи, турбини со твин-скрол (twin-scroll), турбини со променлива геометрија на млазницата и променлив агол на работното коло ( VGT ) веќе се појави.

Твин-турбо (двојно турбо) - систем кој користи две идентични турбини. Целта на овој систем е да го зголеми волуменот или притисокот на влезниот воздух. Се користи кога е потребна максимална моќност при високи вртежи во минута, како на пример во трки со влечење. Ваков систем е имплементиран на легендарниот јапонски автомобил Nissan Skyline Gt-R со мотор rb26-dett.

Истиот систем, но со истите мали турбо, ви овозможува да добиете засилување при ниски вртежи во минута и да го одржувате засилувањето константно до црвената зона.

Битурбо (би-турбо) - системи со две различни турбини кои се поврзани во серија. Системот е дизајниран на таков начин што при мали брзини работи мала турбина, која обезбедува добар одговор при мали брзини, под одредени услови голема турбина „се вклучува“ и обезбедува засилување при големи брзини. Ова му овозможува на автомобилот да го намали заостанувањето на моторот и да добие убаво зголемување на перформансите низ целиот опсег на моторот.

Ваквите системи за турбо полнење се користат во битурбо автомобилите на BMW.

Турбина со променлива геометрија (VGT) е систем во кој сечилата на работното коло во топлиот дел можат да го променат аголот на протокот на издувните гасови.

При мали вртежи на моторот, просторот за премин на издувните гасови станува потесен, а „издувните гасови“ поминуваат со поголема брзина и повеќе враќање на енергијата. Со зголемување на брзината на моторот, површината на протокот станува поширока и отпорот на движењето на издувните гасови се намалува, но во исто време има доволно енергија за да се создаде потребниот притисок од страна на компресорот. Најчесто, системот VGT се користи во дизел мотори, каде што има помалку топлински оптоварувања, помала брзина на роторот на турбината.

Како што се зголемува брзината на моторот, издувните гасови се движат по коло со поголем дијаметар, со што се одржува работниот притисок во системот за довод и се спречува запек на патеката на издувните гасови. Сето ова е регулирано со вентили кои го менуваат протокот од едно коло до друго.