Turbopunjač: opis, princip rada, glavni elementi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Pre nego što pređete na razmatranje samog uređaja turbopunjača, treba da znate da snaga motora sa unutrašnjim sagorevanjem u potpunosti zavisi od toga koliko vazduha i goriva ulazi u njega. Stoga, ako povećate ove pokazatelje, povećaćete i snagu motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Opis turbine

Uređaj turbo punjača i njegov izgled rezultat je stalne trke ljudi za povećanjem snage motora. Ovdje je važno dodati da je takva turbina postala efikasno rješenje ne samo za benzinske motore, već i za dizel modele. Najčešće se takvi uređaji ugrađuju na one motore koji imaju malu količinu zraka. Ovdje je važno razumjeti sljedeće: što je sam motor veći, to više zraka i goriva troši i ima više snage. Da bi se postigla ista snaga od manjeg motora, potrebno je povećati količinu zraka koja stane u cilindre.

Turbopunjač je uređaj koji je dizajniran zada ugura veliku količinu vazduha u motor pomoću izduvnih gasova. Turbopunjač ima dva glavna elementa - turbinu i centrifugalnu pumpu. Između sebe, ova dva dijela su povezana krutom osom. Elementi se rotiraju brzinom do 100.000 obrtaja u minuti, a pokreću i kompresor.

Dijelovi turbine

Uređaj turbo punjača uključuje 8 dijelova. Postoji turbinski točak koji se rotira u kućištu posebnog oblika. Glavna svrha je prijenos energije izduvnih plinova do kompresora. Početni materijal za montažu ovih elemenata su materijali otporni na toplotu, kao što je keramika.

Uređaj turbo punjača takođe uključuje točak kompresora koji usisava vazduh. Bavi se i njegovom kompresijom i ubrizgavanjem u cilindre motora. Točak se nalazi u posebnom kućištu, poput turbine. Oba ova točka su montirana na osovinu rotora, čija se rotacija vrši na kliznim ležajevima.

Konstrukcija i rad turbo punjača, posebno kod benzinskih motora, zahtijeva dodatno hlađenje. Obično je ovo sistem za hlađenje tečnostima. Pored hlađenja samog sistema, hladi se i komprimovani vazduh. Za to turbina ima međuhladnjak za zrak ili tekućinu. Hlađenje vazduha je neophodno jer povećava njegovu gustinu, a time i pritisak.

Ovim sistemom upravlja regulator pritiska. Ovaj premosni ventil je sposobanograničavaju protok izduvnih gasova. Na ovaj način će neki proći pored turbinskog točka.

Suština rada

Uređaj turbopunjača i princip njegovog rada zasniva se na upotrebi izduvnih gasova. Energija ovih gasova će pokretati turbinski točak. Za prijenos ove energije, turbinski kotač je pričvršćen za osovinu rotora, okrećući ga. Na taj način energija se prenosi na točak kompresora. Ovaj element se bavi guranjem zraka u sistem, kao i kompresijom. Komprimirani zrak prolazi kroz intercooler, koji ga hladi. Nakon toga, supstanca ulazi direktno u cilindre motora.

Više informacija

Uređaj turbopunjača i princip rada su na neki način nezavisni, s jedne strane, od motora sa unutrašnjim sagorevanjem, pošto nema čvrste veze sa vratilom motora. S druge strane, brzina rotacije još uvijek na neki način utiče na efikasnost turbine. Povezuje se na sledeći način. Što više okretaja motor napravi, to će protok izduvnih plinova biti snažniji. Zbog toga će se povećati brzina rotacije osovine turbine, što znači da će se povećati količina vazduha koja će ući u cilindre.

Dizajn i rad turbopunjača imaju nekoliko negativnih strana. Jedan od nedostataka se zove "turbo lag". Oštrim pritiskom na papučicu gasa, brzo povećanje snage će biti donekle odgođeno. Nakon prolaska kroz "turbojam" dolazi do naglog skoka pritiska,koji se zove "turbo lift".

Popravljanje nedostataka

Pojava prvog nedostatka je zbog činjenice da je sistem inercijalan. Zbog ove pojave dolazi do neslaganja između performansi turbine i snage koja se traži od motora. Postoje tri načina za rješavanje ovog problema. Budući da je uređaj dizel turbopunjača sličan benzinskom, oni su i za njega prikladni. Evo šta možete učiniti:

1. Koristite turbinu promjenjive geometrije.
2. Koristite dva paralelna ili dva kompresora u seriji.
3. Koristite kombinovani sistem pojačanja.

Što se tiče turbine promjenjive geometrije, ona je sasvim sposobna riješiti problem promjenom površine ulaznog ventila. Takav sistem se vrlo često koristi u dizel motorima.

Opis različitih sistema

Namjena, uređaj turbopunjača je isti kao i kod konvencionalne turbine. Glavna razlika je u tome što instrument ima samo 5 glavnih dijelova, a ne 8.

Koristi se sistem turbina povezanih paralelno. Takav sistem je najprikladniji za dovoljno snažne V-motore. U ovom slučaju se za svaki red cilindara ugrađuje jedan mali turbopunjač. Prednost je što je inercija nekoliko malih uređaja manja od inercije jedne velike turbine.

Uređaj i princip rada kompresora se ne razlikuju u zavisnosti od togaod svoje zapremine, međutim, ovo igra važnu ulogu, na primjer, kada se koristi serijska veza dvije turbine. U ovom slučaju, svaki uređaj će se aktivirati određenom brzinom.

Takođe se koristi sistem pojačanja, koji koristi i mehanički i turbo punjač. Ako je brzina motora mala, tada se uključuje mehanički uređaj za pumpanje zraka. Ako se prekorači određeni prag, mehanički uređaj će se isključiti, a turbopunjač će početi raditi.

Koje su prednosti turbine

Sljedeće prednosti se ističu kada koristite kompresor:

1. Rasprostranjena upotreba ovog uređaja postala je moguća zbog jednostavnosti i pouzdanosti njegovog dizajna. Pored toga, uvođenje ovog uređaja u sistem motora sa unutrašnjim sagorevanjem povećava snagu motora za oko 20-35%.
2. Sam kompresor ne može izazvati kvar, jer njegove performanse direktno zavise od drugih sistema, na primjer, distribucije gasa.
3. Moguće je uštedjeti od 5 do 20% goriva. Ako ugradite turbinu u mali motor, proces sagorevanja goriva će postati efikasniji, što znači da će se efikasnost povećati.
4. Dobra prednost ovakvih motora je uočena na putevima koji prolaze, na primjer, u planinama. Ovo je posebno uočljivo u poređenju sa atmosferskim pandanima.
5. Dizajn i princip rada turbo punjača omogućavaju mu da funkcioniše kao dodatni prigušivač u izduvnom sistemu.

Funkcije aplikacije

Uprkos činjenici da sam kompresor praktično ne kvari, povremeno se javljaju situacije kada njegov rad prestane.

Danas je najčešći uzrok gašenja turbopunjača to što je centralni uložak turbine začepljen uljem. Najčešće se takav problem javlja zbog činjenice da nakon dugotrajnih i ozbiljnih opterećenja turbo punjača, njegov rad naglo prestaje. Da biste se riješili ove nevolje, potrebno je ugraditi sistem vodenog hlađenja. Linije ovog sistema će stvoriti efekat apsorpcije toplote, što će smanjiti temperaturu u centralnom kertridžu. Vrijedi napomenuti da će se ovaj efekat javljati neko vrijeme nakon što se motor potpuno zaustavi, kao i nakon potpunog prestanka cirkulacije rashladne tekućine.

Varieti turbina

Što se tiče tipova turbopunjača, postoje tip čahure i tip kugličnog ležaja.

Ako govorimo o turbo punjačima tipa bush, oni se koriste dosta dugo. Međutim, imali su niz nedostataka, što je bilo povezano s njihovim dizajnerskim karakteristikama. To nije omogućilo da se potencijal ovakvog sistema iskoristi za 100%. Kuglični ležajevi su novijeg datuma, koji su uzeli u obzir nedostatke, pa postupno zamjenjuju kompresore sa čaurama.

Kada se uporede ove dvije vrste turbina, kuglični ležaj se smatra ekonomičnijim, jer značajno trošimanje ulja od tipa s rukavima. Također, kompresori imaju indikator koji je odgovoran za reakciju turbine na pritisak na papučicu gasa. Za tipove turbina sa kugličnim ležajevima, ovaj indikator je bolji, što omogućava poboljšanje odziva za oko 15% u odnosu na turbine sa čaurama.

Kvarovi uređaja

Ovde treba reći da je turbopunjač jedini dodatak motora, koji je usko povezan tokom rada sa skoro svim ostalim sistemima vozila. Na temelju toga postaje sasvim očito da će minimalna odstupanja u radu bilo kojeg sustava dovesti do činjenice da će se trošenje kompresora značajno povećati. Do danas postoji nekoliko razloga koji najčešće postaju prepreka u radu turbine:

• Moguće je da strani predmeti uđu u mehanizam. Zbog velike brzine rotacije motora, to može dovesti do oštećenja, na primjer, impelera.
• Nedostatak maziva. Što je veća dinamička opterećenja, veća je šansa da će doći do uništenja uljnog "filma". To će zauzvrat dovesti do "suvog" trenja, što na najnegativniji način utiče na sistem. Uzrok ovog kvara može biti bilo koji razlog zbog kojeg ulje ne dospijeva u potpunosti. Na primjer, začepljeni cilindri ulja, filteri, istrošenost pumpe za ulje, itd.