Turbo nabíjení: funkce zařízení a konstrukce

Turbodmychadlo: jednotka turbodmychadla

Konstantní závod inženýrů pro zvýšení výkonu ICE vedl k vzhledu turbodmychadel. Toto řešení se ukázalo být nejefektivnější jak u benzinových, tak naftových motorů.

Je zřejmé, že konečná výkonnost motoru je úměrná množství pracovní směsi paliva a vzduchu, které se dostane do válců motoru. Je přirozené, že motor s velkým objemem je schopen proniknout více vzduchu a tím poskytnout větší výkon ve srovnání s menším motorem. -Li naším úkolem je dostat low-objem spalovací motor is stejná síla, že motory mají větší objem, pak se budete muset nutit fit stejné množství vzduchu do válců motoru.

Malý nárůst nebo podstatné zvýšení výkonu

Existuje několik způsobů, jak přinutit elektrárnu bez přeplňování. Je možné vyrobit řadu konstrukčních zlepšení hlavy válců, vačkové hřídele sportovní poskytují montáž, napájecí filtr nulový odpor, lepší očištění a při jízdě do maximální vysokorychlostním režimu a tím poskytují větší množství přívodu vzduchu do válců.

Je možné a vůbec se nepokouší měnit množství vzduchu vstupující do motoru a místo toho zvýšit kompresní poměr a přepnout na použití paliva s vyšším oktanovým číslem. Je dokonce možné vyprázdnit válce a zvýšit jejich objem. To také zvýší účinnost vašeho motoru.

Všechny tyto metody jsou vhodné a fungují, ale pouze tehdy, když se kapacita plánuje zvýšit pouze o 15-20%.

Pokud jde o kardinální změny a významné zvýšení výkonu motoru, pak bez kompresoru nemůže dělat. Nejúčinnějším způsobem je instalace turbodmychadla. Navíc je turbodmychadlo schopné zvýšit výkon každého motoru speciálně připraveného pro takové zvýšené zatížení.

V předchozích článcích jsme povrchně vyčíslovali hlavní prvky turbo systému. Nyní se podívejme blíže na ty hlavní etapy a procesy, když vzduch nejprve projde v systému s nainstalovaným turbodmychadlem a potom výfukové plyny pohánějí kompresor. Například vzít vznětový motor turbodmychadla.

  • Na samém začátku dráhy prochází vzduch vzduchovým filtrem a vstupuje do turbodmychadla;
  • Uvnitř turbodmychadla prochází vzduch, který vstupuje, procesem komprese.Zároveň se zvyšuje množství kyslíku potřebné pro účinné spalování směsi paliva a vzduchu na jednotku objemu vzduchu. V tomto okamžiku komprese je účinek zahřívání vzduchu na kompresi a snížení jeho hustoty v tomto případě nežádoucí;
  • Pro chlazení po kompresi v turbodmychadle vzduch vstupuje do mezichladiče. V mezichladiči se teplota vzduchu téměř úplně vrátí na počáteční úroveň. Díky chlazení se dosáhne jak zvýšení hustoty vzduchu, tak i snížení pravděpodobnosti detonace z následné směsi paliva a vzduchu;
  • U mezichladičů prochází chlazený vzduch škrtící klapkou a je ve sběrném sacím potrubí. Posledním krokem je sací zdvih, když je pracovní směs ve válcích motoru;
  • Objem válce je konstantní konstantní hodnota, která závisí na jeho průměru a zdvihu pístu. Díky turbodmychadlu je tento objem aktivně naplněn stlačeným a chlazeným vzduchem. To znamená, že množství kyslíku ve válci výrazně stoupá ve srovnání s atmosférickými motory.Není těžké odhadnout, že čím více kyslíku bylo dodáno, tím více paliva můžete spálit pro pracovní zdvih. Spalování většího množství paliva vede k znatelnému zvýšení celkového výkonu motoru;
  • Po účinném spalování směsi paliva a vzduchu ve válcích motoru přichází výfukový zdvih. V tomto okamžiku se výfukové plyny dostávají do výfukového potrubí přes výfukové ventily. Celý tento proud zahřátého plynu (od 500 ° C do 1100 ° C, v závislosti na typu motoru) proniká do turbíny a začne působit na turbínové kolo. Kolo pod tlakem výfukových plynů přenáší energii na hřídel turbíny a na druhém konci hřídele je kompresor.

Takto probíhá proces komprese čerstvé části vzduchu pro další pracovní cyklus. Současně klesá tlak výfukových plynů a také je snížena teplota výfukových plynů. To je způsobeno skutečností, že část energie plynů vede k zajištění provozu turbodmychadla na druhé straně hřídele turbíny;

Další komponenty turbodmychadla

Pokud budeme hovořit o specifických úpravách motoru a rozložení různých prvků v motorovém prostoru, turbodmychadlo může mít řadu dalších prvků.Jsme již zmínili o takových systémových detailech jako Wastegate a Blow-Off. Podívejme se na ně podrobněji.

Vyfukovací ventil

Vyfukování je obtokový ventil. Toto zařízení je instalováno ve vzduchovém systému. Umístění mezi výstupem kompresoru a škrtící klapkou se stává místem. Hlavním úkolem blokovacích ventilů je zabránit tomu, aby kompresor dosáhl charakteristického režimu provozu přepětí.

Za takového režimu by měl člověk pochopit okamžik, kdy je plyn plynu náhle zavřený. Pokud ji popsal v jednoduchých slov, průtok průtok vzduchu a vzduchu sama o sobě v systému se sníží dramaticky, ale je turbína ještě určitou dobu pokračuje v otáčení setrvačností. Inertiální turbína se otáčí rychlostí, která již nesplňuje nové potřeby motoru a takto proudí proud vzduchu.

Důsledky po cyklickém překročení tlaku za kompresorem mohou být pohoršující. Jasným znakem skoků je charakteristický zvuk vzduchu, který se prolomí kompresorem. V průběhu doby vystupují ložiska turbíny, jelikož v okamžiku těchto tlakových rázů při uvolnění plynu dochází k těžkým nákladům a turbína je následně v tomto přechodném režimu.

Blowoff reaguje na tlakový rozdíl v kolektoru a je spuštěn pomocí pružiny instalované uvnitř. To umožňuje zjistit okamžik, kdy je škrtící klapka náhle odříznuta. Pokud je škrticí klapka ostře uzavřená, pak blokování uvolňuje tlak vzduchu, který se náhle objevil v dýchacích cestách. To vám umožní výrazně chránit turbodmychadlo a chránit ji před nadměrným zatížením a následným zničením.

Výměna odpadu ventilu

Toto řešení je mechanický ventil. Westgate je instalován na turbínové části nebo na samotném výfukovém potrubí. Úkolem zařízení je ovládat tlak, který turbodmychadlo vytváří.

Je třeba poznamenat, že některé dieselové pohonné jednotky používají turbíny ve své konstrukci bez větrání. U motorů poháněných benzínem je ve většině případů předpokladem přítomnost takového ventilu.

Hlavním úkolem společnosti Wegestgate je zajistit možnost neomezeného výstupu výfukových plynů ze systému, který obchází turbínu. Spuštění části obtoku výfukového plynu umožňuje regulovat požadované množství energie z těchto plynů. Vztah je zřejmý, protože se jedná o výfukový systém, který otáčí kompresorovým kolem hřídele.Tato metoda umožňuje efektivně řídit zvyšovací tlak, který vzniká v kompresoru. Nejčastějším řešením je ovládání usgate za zvýšeným tlakem, které se provádí pomocí protiproudu vestavěné pružiny. Tato konstrukce umožňuje sledovat průtok bypassu výfukových plynů.

  • Wegestgate může být jak vestavěný, tak externí. Integrovaná odpadová vrata má klapku, která je zabudována do turbíny. Hausing je populárně nazýván "hlemíkem" turbíny. Kromě toho má odpadní válec pneumatický pohon a tah z tohoto pohonu na škrticí klapku.
  • Bariérový externí typ je ventil, který je instalován na výfukovém potrubí před turbínou. Je třeba poznamenat, že vnější brána má v porovnání s vestavěnou branou nepopiratelnou výhodu. Faktem je, že obtokový proud, který má být propuštěn, může být vrácen zpět do výfukového systému dostatečně daleko od výstupu turbíny a na sportovních vozidlech a vůbec k přímému vypuštění do atmosféry. To umožňuje podstatně zlepšit průchod výfukových plynů turbínou kvůli skutečnosti, že nedochází k vícerozměrným proudům.To vše je velmi důležité ve vztahu k omezenému kompaktnímu objemu "hlemýžďů".

Výběr turbíny pro motor

Správný výběr turbodmychadla je hlavním bodem procesu budování kvalitního turbodmychadla. Výběr turbíny by měl být založen na mnoha datech.

Prvním a hlavním faktorem při výběru je síla, kterou chcete získat jako výsledek motoru. Je velmi důležité přistupovat k tomuto ukazateli přiměřeně a realisticky, aby bylo možné vážit schopnosti ICE ve vztahu k určitému stupni přeplňování.

Víme, že výkon elektrárny přímo závisí na množství směsi paliva a vzduchu, která spadá do jednotek válců za jednotku času. Je nutné určit požadovaný výkonový index na začátku. Teprve poté může být vybrána turbína, která bude schopna zajistit dostatečný průtok vzduchu pro získání konečného indexu plánovaného výkonu z vybudované elektrárny.

Druhým důležitým ukazatelem při výběru turbíny je rychlost jejího výkonu k účinnému zvýšení. Navíc je tento výkon pro přeplňování porovnáván s minimálními otáčkami motoru, při kterých nastane injekce.Čím menší turbína nebo méně horkého hausu (šnek), tím větší jsou šance na zlepšení těchto ukazatelů. Všimněte si, že maximální výkon je jednoznačně nižší než u větší turbíny.

Ve skutečnosti nemůže být všechno tak špatné, protože menší turbína poskytuje větší provozní rozsah v průběhu provozu motoru. Taková turbína může při otevření škrtící klapky rychle urychlit a konečný výsledek může být mnohem pozitivnější. Použití větší turbíny s velkým maximálním výkonem poskytne výhodu pouze v poměrně úzkém rozsahu provozu motoru při vysokých otáčkách.

Vlastnosti provozu turbodmychadla

Nejběžnější příčinou selhání moderních turbodmychadel je to, že olej zalomí centrální patronu turbíny. Ražení oleje nastává po rychlém zastavení turbodmychadla po závažném a prodlouženém zatížení. Faktem je, že zvýšená výměna tepla mezi turbínou a vyhřívaným výfukovým potrubím je doprovázena nepřítomností toku čerstvého oleje a přívodu ochlazeného vnějšího vzduchu do kompresoru.Celková přehřátí kazety nastává a zbývající olej zůstává v turbíně.

Pro snížení tohoto negativního účinku je minimalizováno řešení umožňuje chlazení vodní turbíny. Mýto chladicí výrobky tepelně absorpční účinek a snížení úrovně teploty v centrálním zásobníku. K tomu dojde i po úplném zastavení motoru a při nucené cirkulaci chladicí kapaliny. S ohledem na to, že se doporučuje, aby alespoň nesrovnalostí podél vertikální přívodní potrubí chladiva, a také provést obrácení kazety kolem centrální osy turbíny (to může být provedeno pod úhlem asi 25 stupňů).

Navíc bude v některých případech vyžadovat instalaci "turbo-časovače". Podle tohoto rozhodnutí se vztahuje na zařízení, které neumožňuje motor okamžitě zastaví poté, co řidič vypnul zapalování. Přístroj umožňuje odebrat klíč, dostat ven z auta, dal vůz na základě alarmu ochrany, a pak zabil Samotný motor po určitou dobu. Pro každodenní provoz je turbo-časovač velmi pohodlný, jednoduchý a praktický.

Typy turbín: pouzdra a kuličková ložiska

Turbíny typu "spalovací motor" jsou již po nějakou dobu velmi běžné. Měli řadu konstrukčních nedostatků, které neumožňovaly plně využít výhod turbo motoru. Vznik účinnějších kuličkových ložisek nové generace postupně nahrazuje řešení pouzder. Například, Garrett kuličková ložiska, které jsou korunou strojírenského myšlení, jsou používány na mnoha závodních motorech.

Doposud jsou kuličková ložiska optimálním řešením, protože vyžadují podstatně menší množství oleje než analogy náboje. Všimněte si, že instalace omezovače oleje na vstupu do turbodmychadla je velmi žádoucí, zvláště pokud je tlak oleje v systému vyšší než 4 atm. Je nutné vypustit olej speciálním přístupem k paletě, přičemž je třeba vzít v úvahu, že odtok musí být nad hladinou oleje.

Vždy pamatujte na to, že vypouštění oleje z turbíny probíhá nezávisle a pod vlivem gravitace.Znalost této skutečnosti určuje potřebu orientace centrální patrony turbíny tak, aby odtok oleje směřoval dolů.

Indikátor, který určuje reakci turbíny na stlačení plynového pedálu, ukazuje silnou závislost na samotném návrhu centrální patrony turbíny. Řešení kuličkových ložisek od společnosti Garrett dokáží o 15% rychleji dosáhnout tlaku v porovnání s analogy náboje. Turbíny s kuličkovými ložisky snižují účinek turbodmychadla a co nejvíce využívají turbomotor s takovým atmosférickým motorem, který má velký pracovní objem.

Kuličková ložiska mají další pozitivní aspekt. Takové turbíny vyžadují podstatně nižší průtok oleje, který prochází kazetou a mazá ložiska. Řešení výrazně snižuje pravděpodobnost úniku oleje přes olejové těsnění. Turbíny s kuličkovým ložiskem nejsou příliš náročné na kvalitu oleje a jsou také méně náchylné k otáčení po plánované nebo náhlé zastavení motoru.

Shrňme výsledky

Použití moderních turbín od předních výrobců nám umožňuje mluvit o získávání motorů s vynikající dynamickou výkonností.Účinky turbodmychadla i přísné požadavky na provoz turbodmychadel nedávno výrazně poklesly, zvýšila se spolehlivost hromadných turbochargerů. Aktivní využití elektronických řídících jednotek umožňuje zvýšit turbodmychadla na zcela novou úroveň kvality.

Takové charakteristiky umožňují tomuto řešení jistě překonat velkoobjemové atmosférické látky téměř pro všechny. Dnes je přeplňované vozidlo pro mnoho majitelů automobilů výkonnou, spolehlivou, dynamickou a téměř ideální volbou pro každodenní i sportovní jízdu!

Abyste se nakonec ujistili o všemocnosti turbodmychadla, stačí sledovat další fascinující video. Jsme na této pozitivní poznámce, že je čas dokončit a zbývá jen čekat na čtenáře stabilní podporu a úplnou absenci turbo!

Líbí se vám tento příspěvek? Sdělte prosím svým přátelům: