Auto turbolaadur
Auto turboülelaaduri tööpõhimõtte kirjeldus: diagrammid, foto- ja videomaterjalid. Automehaanika alused.
Artikli sisu:
Mootoris olev turbiin või nagu seda juhtuvad kutsuma turboülelaadurid, annab seadmele rohkem jõudu. Et mõista, kuidas süsteem töötab ja kuidas see töötab, vaatame seda kõike üksikasjalikult.
Natuke turbolaadurist
Turboülelaadur või seda nimetatakse ka "gaasiturbiini ülelaaduriks" ( Tsentrifugaalkompressorid või väga rahvapäraselt "Turboülelaadur" ) on aksiaal- või tsentrifugaalkompressor, mis toimib koos turbiiniga. See on konstruktiivne põhielement gaasiturbomootoriga autodes.
Rõhku sisselaskesüsteemis saab tõsta heitgaaside energiat kasutava turbolaaduri paigaldamisega. Selle kasutamisel suureneb põlemiskambrites saadaoleva õhu mass. Mehaaniline ülelaadur ei ole nii tõhus kui turboülelaaduriga gaasikompressor, sest mootori võimsust ei kasutata sõitmiseks.
Kuid pärast tsentrifugaalturbiini paigaldamist on mõningane võimsuskadu vältimatu. Silindritest väljuvad heitgaasid ei leia väljapääsu, kuna turbiin blokeerib nende väljapääsu. Mootoril on silindrite puhastamisel suur koormus, kuna väljalasketorus tekib tohutu rõhk. Osa auto mootori võimsusest kulub sellele ülesandele. Muidugi on see kadu tühine, võrreldes mootori võimsuse suurenemisega 30–40%.
Pärast tsentrifugaalturbiini paigaldamist võib tekkida teine probleem, mida tavaliselt nimetatakse turbo laguks. Mootori väljundvõimsus muutub heitgaasi rõhu muutusest tuleneva viivitusega. Peamised tegurid, mille tõttu turbo lag tekib, on hõõrdejõud, inerts ja turbiini koormus.
Auto turbolaaduri (mootori turboülelaaduri) töö
Turboülelaaduri skeem Turboülelaaduri
konstruktsioonis sisalduvad kolm peamist elementi on tsentrifugaalkompressor, turbiin ja keskkorpus. Turbiini mõjul tekkivate heitgaaside kineetiline energia muundatakse kompressori pöörlevaks liikumiseks. Samuti ühendab turbiin turbiini ratast, mis on paigutatud spetsiaalsesse teokujulisse korpusesse.
Tigu sisenedes liiguvad heitgaasid läbi kanali ja langevad seejärel turbiini ratta labadele. Seejärel kogub see kiirust vahemikus 250 000 p / min. Võll, mille külge turbiini ratas on keevitatud, kannab energiat kompressori rattale, mis paneb selle pöörlema. Turbiiniratta labad muutuvad heitgaaside juhtideks, mis seejärel väljuvad turbiinist läbi turboülelaaduri keskel oleva ava ja sisenevad heitgaasisüsteemi.
Turbiini komponendid on valmistatud kuumakindlatest metallidest, kuna turbolaaduri sees saavutatakse uskumatu temperatuur. Turbiiniratta koostis sisaldab raua-nikli sulamit ja keskkere koostis – kuumakindlat terast.
Turboülelaaduri jõudlus sõltub otseselt turbiini kujust ja suurusest. Suurem turbiini suurus suurendab kompressori jõudlust. Märkimisväärset võimsuse suurenemist on näha suuremates turbiinides, kuna need saavad kasutada rohkem heitgaasi rõhku. Kuid sellistes turboülelaadurites on madalatel kiirustel turbo viivituse tõenäosus märkimisväärne. Väiksemat turboülelaadurit kasutades saavutatakse nimikiirus palju kiiremini, kuid need näitavad vähem jõudlust.
Turbiini korpusesse on paigaldatud möödavooluklapp, mis reguleerib ülelaadimisrõhu taset. Klappi reguleeritakse mootori juhtimissüsteemi abil. Klapp on varustatud pneumaatilise ajamiga.
Võll asub keskkorpuses. See võimaldab saavutada maksimaalse pöörlemiskiiruse minimaalse hõõrdumisega. Pöörlemine toimub ühes või kahes laagris. Selleks sobivad mitmesugused liugelaagrid. Kuullaagreid kasutatakse harva.
Mootori määrimissüsteem tagab laagrite ja võlli täieliku määrimise. Korpuse ja laagri vahel on palju läbipääsu, mille kaudu õli voolab. Lisaks määrdefunktsioonile on õlil kuumenenud osadele jahutav toime. Jahutus saavutatakse kõige paremini ottomootorites, mille keskne turbiini korpus on osa mootori jahutussüsteemist.
Täiendav rõhk sisselaskesüsteemis tekib tsentrifugaalkompressori toimel . Selle disain sarnaneb sarnaste mehaaniliste ülelaaduritega. Tsentrifugaalkompressori komponendid on korpus ja kompressori ratas. CC-s (tsentrifugaalkompressor) liigub õhuvool ratta keskelt korpusesse. Õhuvoolu kiiruse järsk langus võimaldab muuta selle kineetilise energia rõhuks. Sisselaskekollektor juhib suruõhku mootorisse. Kompressori ratta ja korpuse valmistamisel kasutatakse alumiiniumi.
Turbo viivituse mõju vähendamiseks ja jõudluse parandamiseks täiustatakse pidevalt turboülelaaduri disaini. Nõutuimad tehnilised lahendused on – turboülelaaduri konstruktsiooni pidev moderniseerimine võimaldab vähendada turbojaami mõjusid ja tõsta selle jõudlust. Allpool näete loendit kõige tõhusamatest versioonile ülemineku viisidest.
- Vastupidavate ja kergete materjalide kasutamisel saavutatakse turbiini massi oluline vähenemine. Näiteks keraamika.
- Uute vähendatud hõõrdumisega laagrite paigaldamine.
- Eraldi turboülelaadur
- Muutuva geomeetriaga turbiin
Räägime lähemalt selle loendi kahest viimasest üksusest.
Seda tuntakse ka muutuva otsikuga trompetina. Seda tüüpi turbiine kasutatakse diiselmootorites. Turboülelaadurisse paigaldatud üheksa liigutatavat laba reguleerivad gaaside voolu turbiini. Gaaside voolu suurendamine ja blokeerimine saavutatakse täiturmehhanismi abil, mis reguleerib üheksa laba kaldenurka. Gaasi voolukiirus ja laadimisõhu rõhk on kooskõlas mootori pöörete arvuga labade kaldenurga muutumise ajal.
Tuleb meeles pidada, et mõned mootorid kasutavad mitut turboülelaadurit. Võimalik kasutada kahte (Twin Turbo), kolme või nelja. Sellistes konstruktsioonides paigaldatakse need järjestikku. Esimest kasutatakse madalatel ja teist kõrgetel pööretel. Samuti on olemas kompressorite paigaldamise skeem, milles need asuvad üksteisega paralleelselt. Seda kasutatakse V-kujulistel mootoritel. Iga silindrite rea jaoks on kompressor. Arvatakse, et üks suur turbolaadur on vähem tootlik kui kaks väikest.
Video turboülelaaduri tööpõhimõtte kohta:
