Kõik turboülelaaduri põhimõtete kohta
Turboülelaadimine on süsteem, mis võimaldab suurendada auto mootori maksimaalset võimsust, kasutades selleks heitgaaside energiat. Seda süsteemi nimetatakse sageli lihtsalt "turbiiniks" – põhiseadme nimetuse järgi, mis rõhu all pumpab mootorist väljutatud gaasid turbolaadurisse, mis omakorda varustab mootori silindritesse rohkem õhku kui atmosfäärimootor. .
Lugu
Paljud autojuhid usuvad, et turboülelaaduriga mootorid ilmusid suhteliselt hiljuti – kahekümnenda sajandi teisel poolel, kui turboülelaadurid hakkasid varustama Saksa Mercedes-Benzi ja BMW autode elektrijaamu. Tegelikult peetakse turbomootori sünniajaks 1911. aastat, mil ameeriklane Alfred Buchi sai patendi sellise süsteemi tööstuslikuks tootmiseks, mis võimaldas mitu korda suurendada tavapärase mootori võimsust. Tuleb märkida, et 15 aastat enne seda sündmust olid kaks sakslast, Gottlieb Daimler ja Rudolf Diesel, juba katsetanud seadmeid, mis aitasid tõhusamalt mootori silindritesse õhku pumbata, kuid seda tehnoloogiat ei patenteeritud.
Esimesed turbiinid suurendasid küll võimsust väga käegakatsutavalt, kuid oma mahukuse tõttu suurendasid need mitu korda nende aastate automootorite niigi märkimisväärse massi. Nii peatus sõiduautode turboülelaadimise tehnoloogia levik paljudeks aastateks, samas kui turbiine kasutati üsna aktiivselt veoautodes ja erisõidukites. USA-s, turboülelaadurite süsteemi tegelikus ja seaduslikus kodukohas, ei kiirustanud autotootjad seda masstootmises kasutama, tuginedes suurtes kogustes ja ahnetele vabalthingavatele mootoritele. Kuigi Ameerika Ühendriikides ilmusid esimesed turboülelaaduriga seeriamudelid – need olid Chevrolet Corvair Monza ja Oldsmobile Jetfire.
Chevrolet Corvair Monza 1961.a
Ökonoomsem Euroopa, mida pealegi tabas 20. sajandi keskpaiga bensiinikriis, hakkas kalduma nüüdseks populaarsele vähendamise ideele – mootori töömahu vähendamisele, suurendades samal ajal selle võimsust. Selle tulemuseni aitas kaasa turboülelaaduri süsteem. Aastate jooksul pärast süsteemi leiutamist on disainerid tehnoloogiat täiustanud, muutes süsteemi elemendid kergemaks, suurendades samal ajal selle jõudlust. Kuid üks olulisi puudusi, mida aja jooksul kunagi ei kõrvaldatud, oli suurenenud kütusekulu. Ja seetõttu ei saavutanud turboülelaaduriga bensiinimootoritega mudelid rahva seas populaarsust.
Väljapääs olukorrast leiti 1970. aastatel, kui Mercedes-Benz tõi turule oma esimese turbolaaduriga diiselmootoriga varustatud mudeli 300 SD.
Mercedes-Benz 300SD
Disaineritel õnnestus lahendada turbomootori üks peamisi probleeme – kütusekulu, sest nagu teate, on diiselmootor vähem "räpane" kui bensiinimootor. Diislikütuse vaieldamatu pluss on ka see, et selle heitgaaside temperatuur on madalam kui bensiinil, seetõttu võiksid turboülelaaduri põhisõlmed olla valmistatud vähem rasketest ja kuumakindlatest materjalidest. Ja see omakorda mõjutas auto lõplikku maksumust, mida ostjad peagi hindasid.
Millised on erinevused?
Bensiini- ja diiselmootorite turboülelaadurisüsteemidel pole praktiliselt mingeid struktuurseid erinevusi. See süsteem sisaldab järgmisi komponente: turbiin, turbolaadur ja vahejahuti (vahejahuti). Mõned autojuhid arvavad ekslikult, et turbolaaduril ja turboülelaaduril on mingi erinevus. Seda ei eksisteeri, kuna kompressor on ainult survesüsteemi koostisosa.
Turboülelaadimine
Turbiin on teokujuline toru, millesse sisenevad heitgaasid. Nad pööravad rootori torus asuvat tiivikut, nii et gaasid lähevad turboülelaadurisse. See on esitatud ka teokujulise toru kujul, millel on oma tiivik. Turbiini rootor on kombineeritud turboülelaaduri rootoriga, seega mida kiiremini pöörleb esimese tiivik, seda kiiremini pöörleb teise tiivik. Rõhu all turboülelaadurisse sisenev õhusegu, mis tekib tiiviku pöörlemisel, suunatakse mootori silindritesse.
vahejahuti
Silindrite sisselaskeava juures on turboülelaaduri kolmas põhikomponent – vahejahuti, mis jahutab turbolaadurist tulevat õhku, et suurendada selle tihedust ja vähendada selle mahtu – siis siseneb silindritesse rohkem õhku, mis kütusega segatuna põleb. tõhusamalt. Ja kütuse tõhus põletamine võimaldab teil suurendada mootori võimsust, samal ajal kui kütusekulu, mis läheb silindrites õhu-kütuse segu moodustumiseks, väheneb.
Turbiin töötab nii
Teiseks oluliseks turboülelaadimissüsteemi komponendiks on ajamiga ülelaadur (või väike turboülelaadur), mis tekitab madalatel pööretel turbiinis survet ja aitab vältida sellist nähtust nagu turbo lag (kui mootor ei suuda madalatel pööretel võimsust arendada heitgaaside ebapiisav tarbimine turboülelaadurisüsteemi).
Lisaks eelpool mainitud peamistele turboülelaaduri komponentidele sisaldab süsteem ka selliseid elemente nagu juht-, möödaviigu- ja õhutusventiilid, samuti väljalaskekollektor, õhu- ja õlitorud.
Juhtventiil aitab hoida süsteemis rõhku seatud tasemel ja vajadusel kallata selle sisselasketorusse. Möödaviikklapi ülesanne on suruda õhk tagasi sisselasketorudesse, kust see uuesti turbiini siseneb – see juhtub siis, kui drosselklapp on suletud. Õhutusventiil eemaldab turbosüsteemist liigse õhu, kui gaasihoob on suletud. Õhutorud varustavad turbiini õhku ja õlitorud varustavad vedelikku turboülelaadurisüsteemi määrimiseks ja jahutamiseks.
Sordid
Praegu toodetakse kahte peamist tüüpi turbiine: ühe- ja kahekordseid. Esimesed paigaldatakse peamiselt reamootoritele: nad kasutavad kõigi mootorisilindrite heitgaaside energiat ja varustavad õhku kõikidesse silindritesse. Teised on varustatud V-kujulise silindrite paigutusega elektrijaamadega. Neil on kaks turboülelaadurit, mis varustavad õhku konkreetsetele silindritele. Mõnikord kasutatakse sellistel turbiinidel mootori võimsuse suurendamiseks nn risti väljalaskekollektorit, mis akumuleerib heitgaasid kõigist mootorisilindritest ja suunab selle võimsama voolu kompressoritele, mis suurendab rõhku turbiinis ja vastavalt mootori võimsus.
Turboülelaaduri revolutsiooniline oli idee kasutada muutuva turbiini geomeetriat. See võimaldab reguleerida turbiini otsiku geomeetriat, tekitades võimsamad õhuvoolud ka madalatel pööretel, mille tulemusena suureneb mootori võimsus kordades.
