Principiul de funcționare a turbocompresorului

Poate că ați acordat vreodată atenție mașinilor cu plăcuțe de identificare sau autocolante "turbo". În exterior, ele nu diferă de omologii lor "atmosferici", singura diferență fiind în prezența turbocharging-ului sub capotă. Vom încerca să oferim o explicație clară a ceea ce este un turbocompresor, pentru ce este și cum funcționează.

conținut

  • 1 Aspecte teoretice
  • 2 Care sunt tipurile de turbocharging
  • 3 stimulare mecanică
  • 4 supraalimentare cu turbină cu gaz
  • 5 Pro și contra de turbocharging

Aspecte teoretice

aspectul turbinei

Vizualizare aproximativă a unei turbine cu gaz

De la introducerea sa, automobilele, prin eforturile creatorilor lor, au fost supuse modernizării și, mai ales, în materie de putere a motorului. Deoarece acest parametru este direct legat de volumul de lucru al motorului, precum și de calitatea amestecului de aer-combustibil furnizat, există două modalități de creștere a puterii - fie pentru creșterea volumului unității (în industria automobilelor în masă modernă, această metodă nu este foarte populară) cilindrii mai mult aer. Prima metodă nu este populară din motive evidente - împreună cu o creștere a volumului cilindrilor, consumul de combustibil va crește, de asemenea, unitatea însăși va adăuga în mod semnificativ mărimea și masa, ceea ce nu este întotdeauna acceptabil. Prin urmare, inginerii de automobile au găsit o modalitate de a mări alimentarea cu aer a cilindrilor.

Care sunt tipurile de turbocompresor

Există mai multe moduri de a forța mai mult aer în motor:

  • rezonanță de presiune - este realizată fără un compresor datorită energiei cinetice a aerului din galeriile de admisie;
  • amplificarea mecanică - alimentarea cu aer este sporită datorită utilizării unui compresor mecanic, care, la rândul său, este acționat de un motor de mașină;
  • Turbina cu turbină cu gaz - turbina acționează fluxul de gaze de eșapament.

În primul caz, creșterea are loc numai datorită formei și mărimii particulare a galeriilor de admisie, fără utilizarea oricăror suflante. Prin urmare, nu o vom descrie în acest material, ci vom trăi în mai multe detalii cu privire la celelalte două opțiuni, care, în opinia noastră, merită o atenție deosebită.

Mărirea mecanică

mașină supraîncărcată

Unele mașini moderne sunt încă echipate cu compresoare.

Mărirea mecanică — способ увеличения подачи воздуха в двигатель посредством использования компрессора. Принцип работы компрессора выглядит следующим образом: когда двигатель начинает работать, его коленвал приводит в действие весь механизм. То есть механический наддув работает с первых моментов запуска мотора автомобиля.

Avantajul fără îndoială al unui astfel de sistem poate fi numit faptul că aerul este forțat forțat în cilindri la orice turație a motorului (chiar și cel mai mic), iar presiunea crește în consecință cu o creștere a vitezei arborelui cotit. Prin urmare, mașinile cu compresoare mecanice nu sunt familiarizate cu un astfel de lucru ca "turbo-lag". Dar un astfel de dispozitiv are părțile sale negative. Faptul este că motorul unei mașini consumă o anumită parte din puterea sa de a aduce un compresor în mișcare, ceea ce reduce în cele din urmă eficiența acestuia. În plus, pentru a instala o presiune mecanică necesită mai mult spațiu în compartimentul motorului. De asemenea, un astfel de dispozitiv creează un nivel crescut de zgomot.

Vezi de asemenea: Cum se reglează senzorul de poziție a clapetei de accelerație

Injectarea aerului în motor cu ajutorul unui compresor a început să fie folosită în industria automobilelor mult mai devreme decât utilizarea unui mecanism al turbinelor cu gaz. Cu toate acestea, în pofida uzurii, astfel de dispozitive pot fi găsite și pe autovehiculele moderne (un exemplu remarcabil este compania Mercedes-Benz, pe mașinile nou fabricate ale căror plăcuțe de desen compresoare încă mai sunt decorate).

Turbina cu turbomotor

Majoritatea autoturismelor moderne sunt echipate cu sisteme de turbine cu turbocompresor. Principiul de funcționare a turbinei este similar cu supraîncărcarea compresorului, singura diferență fiind că turbina este acționată de fluxul gazelor de eșapament ale mașinii, nu de arborele cotit al motorului. La senzații, includerea turbinei, unii șoferi în comparație cu "lovitura". Mecanismul de presurizare a turbinei cu gaz este un dispozitiv cu două rotoare, interconectate rigid de un arbore. Fiecare rotor este închis într-o carcasă, așa-numitul melc.

dispozitiv turbină

Dispozitiv turbină cu gaz

Dispozitivul turbinei este destul de simplu și constă din:

  • două rotoare;
  • doi melci, în interiorul cărora se rotesc rotoarele;
  • arborele care leagă rotorul;
  • rulmenți de glisare - două suporturi și o împingere;
  • o supapă de by-pass care este utilizată pentru a scuti suprapresiunea.

Principiul de funcționare a turbocompresorului este destul de simplu. Gazele de eșapament din galeria de evacuare intră în prima cohlee și rotesc rotorul. Prin intermediul arborelui de conectare, rotația este transmisă celui de-al doilea rotor, care injectează presiunea în al doilea volut.

Pro și contra de turbocharging

Principalul avantaj al turbochargerului este creșterea puterii motorului fără o creștere semnificativă a consumului de combustibil. Pentru a explica acest fenomen, trebuie să înțelegeți cum funcționează turbocompresorul: turbina este acționată numai de energia gazelor de eșapament, și nu de puterea motorului mașinii. Dar este necesar să se distingă astfel de concepte ca rentabilitatea generală și specifică a motorului. Cu alte cuvinte, un motor turbo va avea un consum mai mare de combustibil decât o unitate atmosferică de volum similar. Acest lucru se datorează faptului că volumul crescut de aer care intră în cilindri permite mai mult combustibil să ardă. Cu toate acestea, unitatea cu turbocompresor are un consum redus de combustibil pe unitate de putere. De exemplu, dacă luați două motoare de 1,4 litri cu turbină și 1,8 litri atmosferice, ambele cu o putere de 130 CP, atunci 1,4 va fi mai economic, datorită eficienței sporite.

Vezi și: Cum se verifică compresia motorului

În ceea ce privește prietenia cu mediul înconjurător a motoarelor turbo: deși printre entuziaștii auto locali "conștientizarea ecologică" nu este atât de bine dezvoltată, nu trebuie să uităm că motoarele cu turbocompresoare cauzează mai puține daune mediului. Acest lucru se datorează faptului că temperatura camerei de combustie a unui motor turbo este puțin mai scăzută, prin urmare, formarea de oxid nitric este redusă, iar combustibilul este ars mai complet.

principiul turbinei de funcționare

Principiul funcționării turbinei cu gaz

Cu toate acestea, nu a fost lipsită de defecte. Primul lucru pe care ar trebui să-l cunoașteți - turbina necesită o atitudine atentă. În timp ce motorul este înfășurat pe lagăre, uleiul este alimentat sub presiune. De îndată ce motorul este conectat, uleiul la rulmenți se oprește. În cazul în care motorul a fost operat sub sarcini grele, sistemul de presurizare se poate supraîncălzi și se poate defecta. Pentru a preveni supraîncălzirea, înainte de a opri motorul turbo, acesta trebuie lăsat să funcționeze timp de câteva minute la mersul în gol. Multe mașini moderne sunt echipate din fabrică cu dispozitive special concepute - turbo-timere.

Există încă un moment important - la turații reduse ale motorului eficiența turbinei este foarte scăzută. De asemenea, trebuie să menționați efectul modului turbo - turbina răspunde la apăsarea pedalei de accelerație cu o anumită întârziere. Turbocompresorul poate funcționa eficient numai într-o gamă restrânsă de turații ale motorului, în plus dimensiunea turbinei însăși are o mare importanță. Pentru a crește productivitatea acestui sistem, mulți producători de automobile instalează pe mașinile lor două turbine de dimensiuni diferite sau o pereche de turbine identice. Turbine de diferite dimensiuni pot extinde în mod semnificativ gama de funcționare eficientă a turbocompresorului - după ce prima turbină începe să piardă productivitatea, cea de-a doua intră în funcțiune. Două turbine identice fac posibilă creșterea productivității, îmbunătățirea dinamicii accelerării și reducerea efectului turbosugurilor. Pentru a reduce acest efect, autovehiculele au recurs la astfel de trucuri ca reducerea masei de piese în mișcare ale turbinei. Datorită acestei turbine, este nevoie de mai puțin timp să vă relaxați.

LEAVE ANSWER