Turboladdarenhet: beskrivning, funktionsprincip, huvudelement

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Innan du går vidare till övervägandet av själva turboladdaren bör du veta att kraften hos en förbränningsmotor helt beror på hur mycket luft och bränsle som kommer in i den. Därför, om du ökar dessa indikatorer, kommer du också att öka kraften hos förbränningsmotorn.

Turbinbeskrivning

Turboladdaren och dess utseende är resultatet av en konstant tävling av människor för att öka motoreffekten. Det är viktigt att lägga till här att en sådan turbin har blivit en effektiv lösning inte bara för bensinmotorer utan också för dieselmodeller. Oftast är sådana enheter installerade på de motorer som har en liten mängd luft tillförd. Här är det viktigt att förstå följande: ju större själva motorn är, desto mer luft och bränsle förbrukar den och desto mer kraft har den. För att uppnå samma effekt från en mindre motor måste du öka mängden luft som får plats i cylindrarna.

Turboladdare är en enhet som är designad för attatt tvinga in en stor mängd luft i motorn med hjälp av avgaserna. En turboladdare har två huvudelement - en turbin och en centrifugalpump. Mellan sig är dessa två delar förbundna med en stel axel. Elementen roterar med hastigheter upp till 100 000 varv per minut, och de driver även kompressorn.

Turbindelar

Turboladdaren innehåller 8 delar. Det finns ett turbinhjul som roterar i ett hus med en speciell form. Huvudsyftet är att överföra energin från avgaserna till kompressorn. Utgångsmaterialet för monteringen av dessa element är värmebeständiga material, såsom keramik.

Turboladdaren innehåller också ett kompressorhjul som suger in luft. Det handlar också om dess kompression och insprutning i motorcylindrarna. Hjulet är placerat i ett speciellt hus, som en turbin. Båda dessa hjul är monterade på rotoraxeln, vars rotation utförs på glidlager.

Utformningen och driften av en turboladdare, särskilt i bensinmotorer, kräver ytterligare kylning. Vanligtvis är detta ett flytande kylsystem. Förutom att kyla själva systemet kyls även tryckluften. För detta har turbinen en luft- eller vätsketyp mellankylare. Det är viktigt att kyla luften eftersom den ökar dess densitet och därmed trycket.

Detta system styrs av en tryckregulator. Denna bypass-ventil är kapabel tillbegränsa flödet av avgaser. På så sätt kommer en del att passera turbinhjulet.

Käran i arbetet

Turboladdarens enhet och principen för dess funktion är baserad på användningen av avgaser. Energin från dessa gaser kommer att driva turbinhjulet. För att överföra denna energi är turbinhjulet fäst vid rotoraxeln och roterar den. På så sätt överförs energi till kompressorhjulet. Detta element är engagerat i att tvinga in luft i systemet, såväl som att komprimera den. Den komprimerade luften passerar genom intercoolern som kyler ner den. Därefter kommer ämnet direkt in i motorcylindrarna.

Mer information

Turboladdaranordningen och funktionsprincipen är på något sätt oberoende, å ena sidan, från förbränningsmotorn, eftersom det inte finns någon stel koppling med motoraxeln. Å andra sidan påverkar rotationshastigheten fortfarande på något sätt turbinens effektivitet. Den ansluts på följande sätt. Ju fler varv motorn gör, desto kraftigare blir avgasflödet. På grund av detta kommer turbinaxelns rotationshastighet att öka, vilket innebär att mängden luft som kommer in i cylindrarna ökar.

Turboladdarens design och funktion har flera negativa sidor. En av nackdelarna kallas "turbolag". Med ett kraftigt tryck på gaspedalen kommer den snabba kraftökningen att försenas något. Efter att ha passerat genom "turbojamen" sker ett kraftigt tryck,som kallas "turbolyften".

Åtgärda brister

Uppseendet på den första nackdelen beror på att systemet är trögt. På grund av detta fenomen finns det en diskrepans mellan turbinens prestanda och den effekt som krävs från motorn. Det finns tre sätt att lösa detta problem. Eftersom enheten för en dieselturboladdare liknar en bensin, är de också lämpliga för den. Så här kan du göra:

1. Använd turbin med variabel geometri.
2. Använd två parallella eller två kompressorer i serie.
3. Använd ett kombinerat boostsystem.

När det gäller turbinen med variabel geometri är den ganska kapabel att lösa problemet genom att ändra arean på inloppsventilen. Ett sådant system används mycket ofta i dieselmotorer.

Beskrivning av olika system

Syfte, turboladdarens enhet är densamma som för en konventionell turbin. Den största skillnaden är att instrumentet bara har 5 huvuddelar, inte 8.

Ett system med parallellkopplade turbiner används. Ett sådant system lämpar sig bäst för tillräckligt kraftfulla V-motorer. I det här fallet är en liten turboladdare installerad för varje rad av cylindrar. Fördelen är att trögheten för flera små enheter är mindre än för en stor turbin.

Enheten och funktionsprincipen för kompressorn skiljer sig inte beroende påfrån dess volym spelar detta dock en viktig roll, till exempel när man använder en seriekoppling av två turbiner. I det här fallet kommer varje enhet att aktiveras med en viss hastighet.

Ett boostsystem används också som använder både en mekanisk och en turboladdare. Om motorvarvtalet är lågt är den mekaniska enheten för pumpning av luft påslagen. Om en viss tröskel överskrids kommer den mekaniska enheten att stängas av och turboladdaren börjar fungera.

Vilka är fördelarna med en turbin

Följande fördelar sticker ut när du använder en kompressor:

1. Den utbredda användningen av den här enheten har blivit möjlig på grund av dess enkelhet och tillförlitlighet. Dessutom ökar införandet av denna enhet i förbränningsmotorsystemet motoreffekten med cirka 20-35%.
2. Kompressorn i sig kan inte orsaka haveri, eftersom dess prestanda direkt beror på andra system, till exempel gasdistribution.
3. Det är möjligt att spara från 5 till 20 % av bränslet. Om du installerar en turbin i en liten motor kommer bränsleförbränningsprocessen att bli effektivare, vilket innebär att effektiviteten ökar.
4. En god fördel med sådana motorer observeras på vägar som passerar till exempel i bergen. Detta är särskilt märkbart i jämförelse med atmosfäriska motsvarigheter.
5. Turboladdarens design och funktionsprincip gör att den kan fungera som en extra ljuddämpare i avgassystemet.

Applikationsfunktioner

Trots att själva kompressorn praktiskt taget inte går sönder, uppstår situationer då och då när dess drift stannar.

Idag är den vanligaste orsaken till att turboladdaren stängs av att den centrala patronen i turbinen är igensatt med olja. Oftast uppstår ett sådant problem på grund av det faktum att efter långvariga och allvarliga belastningar på turboladdningen stannar dess arbete abrupt. För att bli av med detta problem är det nödvändigt att installera ett vattenkylningssystem. Linjerna i detta system kommer att skapa en värmeabsorptionseffekt, vilket kommer att minska temperaturen i den centrala patronen. Det är värt att notera att denna effekt kommer att uppstå under en tid efter att motorn har stannat helt, såväl som efter att kylvätskecirkulationen helt har upphört.

Sorter av turbiner

När det gäller typerna av turboladdare finns det hylstyp och kullagertyp.

Om vi pratar om turboladdare av busktyp så har de använts ganska länge. De hade dock ett antal brister, vilket var förknippat med deras designegenskaper. Detta gjorde det inte möjligt att använda potentialen i ett sådant system till 100 %. Kullagerenheter är nyare, som har tagit hänsyn till bristerna, och därför ersätter de successivt buskompressorer.

När man jämför dessa två typer av turbiner anses kullagret vara mer ekonomiskt, eftersom det förbrukar avsevärtmindre olja än hylstyp. Kompressorer har också en indikator som är ansvarig för turbinens svar på att trycka på gaspedalen. För kullagertyper av turbiner är denna indikator bättre, vilket möjliggör en förbättring av responsen med cirka 15 % jämfört med hylsor.

Enhetsfel

Här ska det sägas att turboladdaren är motorns enda fäste, som under drift är nära sammankopplad med nästan alla andra fordonssystem. Baserat på detta blir det ganska uppenbart att minimala avvikelser i driften av alla system kommer att leda till att kompressorslitaget kommer att öka avsevärt. Hittills finns det flera orsaker som oftast blir ett hinder i driften av turbinen:

• Det är möjligt för främmande föremål att komma in i mekanismen. På grund av motorns enorma rotationshastighet kan detta mycket väl leda till skador, till exempel på pumphjulen.
• Brist på smörjmedel. Ju högre dynamiska belastningar, desto större är chansen att förstörelsen av olje-"filmen" inträffar. Detta kommer i sin tur att leda till "torr" friktion, vilket påverkar systemet på det mest negativa sättet. Orsaken till detta fel kan vara vilken orsak som helst på grund av vilken oljan inte når helt. Till exempel igensatta oljecylindrar, filter, slitage på oljepumpar, etc.