Устройство турбины дизельного двигателя: Система турбонаддува — принцип работы турбины, устройство турбокомпрессора автомобиля

Содержание

Эксплуатация и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на увеличении количества воздуха, смешиваемого с топливом и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных объемах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество топлива, чем движок, не оснащенный таким устройством. А значит, его мощность и КПД в единицу времени значительно возрастет.

Рассмотрим устройство турбины дизельного двигателя, как работает, и каким образом достигаются такие показатели.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор;
Турбина.

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Чтобы в полной мере использовать ресурс турбины дизельного мотора и продлить ее срок службы, необходимо выполнять ряд условий:

Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

Принцип работы турбины дизельного двигателя

Содержание

Конструктивные элементы системы
Как работает турбонаддув дизельного двигателя
Регулировка давления наддува
Система смазки
Недостатки турбокомпрессоров
Правила эксплуатации

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Регулировка давления наддува

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

Принцип работы турбины на дизеле

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Мотор, на который установлен турбонаддув, называется турбодизелем.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе
Устройство турбины дизельного двигателя
Как работает турбина на дизельном двигателе
Как работает турбонаддув
Минусы использования турбокомпрессора
Турбированный мотор: правила эксплуатации
Как работает турбина: видео
Что такое турбо-яма?
Функция турбины, настройка
Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)
Система смазки
Типы турбин
Паровая турбина
Источники:

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбокомпрессор выполняет задачу по нагнетанию воздуха под давлением в цилиндры мотора: чем больше будет воздуха, тем больше топлива силовой агрегат сможет сжечь, что, в свою очередь, приведет к увеличению мощности двигателя без увеличения объема имеющихся цилиндров.

Турбонаддув имеет особую конструкцию из двух элементов:

турбина;

компрессор.

Компрессор усиливает поступление воздуха в топливную систему. Составные части компрессора находятся в алюминиевом корпусе. Внутри находится ротор, закрепленный на оси турбины. Вращаясь, ротор вбирает воздух: большая скорость вращения приводит к большему количеству попавшего внутрь воздуха. Для набора скорости существует турбина.

Турбина состоит из корпуса с ротором внутри. Поскольку все элементы устройства взаимодействуют с газами высокой температуры, они изготавливаются из специальных материалов, невосприимчивых к такому воздействию.

Как работает турбина на дизельном двигателе

Ротор и ось, на которой он закреплен, вращаются в разных направлениях. Частота вращения довольно велика, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе следующий:

компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;

топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;

скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;

вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.

Таким образом, принцип работы основывается на взаимосвязи: чем сильнее вращается ротор, тем больше поступает воздуха, но при этом ротор увеличивает скорость вращения, если количество воздуха возрастает.

Как работает турбонаддув

Чтобы разобраться в работе турбонаддува, для начала следует уяснить понятия турбоподхвата и турбоямы.

Турбоподхват – ситуация, когда набравший скорость ротор увеличивает поступление воздуха в цилиндры, следствием чего становится повышение мощности двигателя.

Турбояма – момент небольшой задержки, наблюдаемый в работе турбины при увеличении количества поступившего горючего, что достигается нажатием на педаль газа. Задержка вызвана временем, которое нужно ротору для его разгона газами.

Турбонаддув увеличивает давление отработанных газов за счет более интенсивной работы двигателя. В то же самое время повышается и давление наддува: этот процесс требует контроля и регулировки, поскольку при достижении высоких значений велика вероятность поломки. Функции регулировки давления возложены на клапан, контролем предельно возможных значений занимаются мембрана и пружина с определенными значениями жесткости (когда достигается максимально допустимая величина, мембрана открывает клапан).

Работа турбины дизельного двигателя также требует контроля давления:

компрессор через клапан, дабы снизить давление, сбрасывает лишний забранный воздух;

когда давление поступившего воздуха достигает максимально допустимой величины, клапан выпускает газы, и ротор вращается с требуемой скоростью, а компрессор всегда забирает только нужное количество воздуха.

Минусы использования турбокомпрессора

У устройства есть определенные недостатки:

возрастает расход топлива, что особенно ощущается при неправильной регулировке системы;

температура в процессе сжатия повышается, что может привести к детонации. Чтобы избежать такой неприятности, необходим монтаж регуляторов, охладителей и ряда других элементов.

Турбированный мотор: правила эксплуатации

Чтобы дизельная турбина работала с максимальным КПД и как можно дольше не выходила из строя, нужно придерживаться определенных правил в процессе эксплуатации автомобиля:

придерживаться графика замены масла, что позволит не допустить засорения маслопровода абразивами;

использовать качественное моторное масло, соответствующее по характеристикам в паспорте двигателя;

не трогаться сразу после включения мотора – движок должен быть прогрет;

сразу после прекращения движения не выключать двигатель, дав ему хотя бы 10 секунд поработать на холостых оборотах.

Как работает турбина: видео

Что такое турбо-яма?

Крыльчатка турбокомпрессора способна развивать до двухсот тысяч оборотов в минуту, благодаря чему данное устройство отличается большой инерционностью или, говоря иначе, имеет «турбо-яму», которая проявляется при резком нажатии на педаль газа. В этот момент крыльчатка медленно приводится в движение, и приходится некоторое время ждать, чтобы автомобиль начал набирать скорость.

Этот эффект имеет продолжительность всего несколько секунд, но, тем не менее, он не доставляет особого удовольствия при разгоне машины. На сегодняшний день производители смогли устранить эффект «турбо-ямы» путем установки двух перепускных клапанов. Один предназначен для выработанных газов, задача второго состоит в том, чтобы перепускать избыток воздуха в трубопровод турбокомпрессора из впускного коллектора.

Благодаря этой системе обороты крыльчатки при сбросе газа уменьшаются в замедленном темпе, в то время как при резком нажатии на педаль акселератора происходит поступление воздушной массы в двигатель в полном объеме.

Функция турбины, настройка

Функция турбокомпрессора заключается в том, чтобы увеличивать выходную мощность и крутящий момент двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшать количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя.

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.

Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.

Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), который является более плотным и содержит больше молекул, чем теплый воздух. Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.

При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива — либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Она также известна под названием – трубина с переменным соплом. Данный тип турбины используется в дизельных двигателях. Девять подвижных лопастей, установленных в турбокомпрессоре, регулируют прохождение потока газов к турбине. Увеличение и блокировка потока газов достигается при помощи привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Скорость потока газов и давление нагнетаемого воздуха согласуются с количеством оборотов двигателя во время изменения угла наклона лопастей.

Некоторые двигатели используют несколько турбокомпрессоров. Возможно использование двух (Твин Турбо), трех или же четырёх. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется при низких оборотах, а второй — при высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Она используется на V-образных двигателях. На каждый ряд цилиндров приходится по компрессору. Бытует мнение, что один большой турбокомпрессор менее производителен, чем два маленьких.

Система смазки

Это неотъемлемая составляющая любой турбины. Принцип работы системы смазки простой. Масло подается между подшипником и корпусом компрессора через множество каналов под давлением. Также она охлаждает нагретые детали компрессора. На некоторых двигателях турбина сопряжена с общей системой охлаждения. Благодаря этому достигается лучшее охлаждение.

Типы турбин

Раздельный. Он имеет два сопла для каждой пары цилиндров и два входа для отработавших газов. Первое сопло предназначено для быстрого реагирования, второе служит для максимальной производительности. В конструкции есть разделенные выпускные каналы. Сделано это для предотвращения перекрытия каналов при выпуске выхлопных газов.

Компрессор с переменным соплом. Также он известен, как турбина с изменяемой геометрией. Применяется на моторах с маркировкой TDI от «Фольксваген». Здесь в конструкции имеется 9 подвижных лопастей. Они могут регулировать поток выхлопных газов, что идут к турбине. Угол наклона лопастей – регулируемый, что позволяет согласовать давление нагнетаемого воздуха и скорость движения газов с оборотами ДВС.

Для большей производительности на автомобиль может быть установлено два компрессора. Такие системы получили маркировку «Твин-турбо».

Устанавливаются данные механизмы последовательно. При этом первая турбина работает на низких оборотах, а вторая на высоких. На V-образных моторах нагнетатели устанавливаются параллельно (на каждый ряд по одной турбине). Как показывает практика, установка двух небольших компрессоров значительно эффективнее, чем применение одного, но большого.

Паровая турбина

Принцип работы ее немного иной. Пар, который образуется в котле, под давлением попадает на крыльчатку турбины. Последняя совершает обороты, тем самым, вырабатывая механическую энергию. Обычно такая турбина соединена с генератором и применяется на электростанциях. Благодаря механической энергии, генератор производит электричество. Мощность таких агрегатов может достигать 1000 МВт.

Однако данный показатель существенно зависит от перепада давления пара на входе и выходе. Также подобные турбины применяются для привода питательного насоса, на кораблях и судах с ядерной установкой. Что касается военных кораблей, здесь применяется газовая турбина. Принцип работы ее заключается в следующем. Газ поступает через сопловой аппарат компрессора в область низкого давления. При этом он расширяется и ускоряется. Затем поток газа двигает лопатки турбины. Последние передают усилия на вал через диски. Таким образом создается полезный крутящий момент.

Источники:

Мой Внедорожник.ру

DRIVE2

http://seite1.ru/

АвтоНоватор

FB.ru

SYL.ru

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Эксплуатация и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Как проверить турбину на дизельном двигателе?

Турбинные двигатели, функционирующие на дизельном топливе, применяются для оснащения грузовых, гоночных и легковых автомобилей. Они имеют массу достоинств в сравнении с атмосферными силовыми установками: более высокий уровень мощности в среднем на 10%, высокий крутящий момент, а, значит, и лучшая динамика, экологичность выше, а шумов при его работе меньше.

Однако, не лишены турбинные агрегаты и недостатков. Это, прежде всего, сложности в эксплуатации: сроки службы фильтров и масла меньше в 1,5-2 раза, чем для атмосферного двигателя, турбинные более чувствительны к качеству топлива и масла, а масло необходимо для них подбирать специального назначения. Кроме того, турбодвигатели потребляют больше топлива. Неудивительно, что более чувствительные, хотя и более мощные турбодвигатели довольно часто выходят из строя. Чтобы определить наличие поломок у турбинного двигателя, мы подскажем вам, как проверить турбину на дизельном двигателе.

Особенности турбины на дизельном двигателе

Современные турбированные моторы, независимо от производителя и модели, имеют похожий принцип строения. Они характеризуются компактными размерами и простотой установки.

Большинство турбин выполнено в виде улитки. Ее каналы, предназначенные для выведения воздуха, на выходе сужены. Благодаря этому усиливается давление газов внутри и увеличивается скорость вращения турбины, а мощность мотора увеличивается.

Для производства корпусов двигателей применяются разные материалы – чугун либо алюминиевый сплав.

Признаки неисправности турбины

Определить наличие неисправностей можно исходя из определенных отклонений в работе автомобиля:

существенное ухудшение показателей динамики авто
большие временные затраты на набор моторных оборотов
нестандартный цвет выхлопных газов – голубоватый либо сизый
наличие запаха перегоревшего газа
шумы в области двигателя – вой, стук, свист, гудение
появление нестабильных холостых оборотов.

Особенности проверки турбины в дизеле

Диагностика турбины должна осуществляться опытными мастерами на СТО, где есть высокоточное профессиональное оборудование, инструменты и прочие приспособления. Однако, попасть быстро к специалистам получается далеко не всегда. В такой ситуации можно осмелиться осуществить самостоятельную проверку.

Визуальный осмотр автомобиля зачастую бывает достаточным для того, чтобы определить наиболее распространенные типы поломок

Особое внимание стоит уделить цвету выхлопов:

белый дым – свидетельство о нарушении проходимости воздушных каналов либо маслопровода
выхлопы с копотью – говорят об утечке в области механизмов для подачи воздуха
сизый дым – признак протекания масла в турбине.

Второй этап проверки проводится после прогревания мотора. При резком включении и выключении мотора нужно подержать патрубок. Если наблюдается вздутие последнего из-за накопления воздуха, то турбина в порядке. В обратном случае — нужен ремонт.

Состояние турбокомпрессора может красноречиво свидетельствовать о наличии неполадок. Масляные следы, пятна, влага на корпусе или узлах – эти «симптомы» также являются признаками проблем. При их обнаружении стоит обратиться в СТО для более детальной диагностики, а также оперативной и эффективной ликвидации неисправностей.

Регулировка давления наддува

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Определение и виды турбонаддува

Турбонаддувом называется система увеличения мощности двигателя (приблизительно на 30%), которая подает в камеру сгорания дополнительное количество воздуха в сжатом состоянии.

Данный механизм может быть:

Механический, с турбонагнетателем.
Пневматический, с турбокомпрессором.

В первом случае, для сжатия воздуха применяется устройство с механическим приводом, который соединен с автомобильным двигателем. Главный недостаток — на вращение крыльчатки расходуется мощность, возрастает расход топлива.

Во втором – компрессор вращается благодаря тому, что соединен с турбиной, которую приводят в действие выхлопные газы.

Систему турбонаддува можно установить, как на бензиновый мотор, так и на дизельный. Однако, на вторых она получила намного большее распространение, чем на первых. Связано это с тем, что у дизелей выше степень сжатия и меньше частота вращения. Тем самым, упрощается техническая реализация. Тогда как большое число оборотов карбюраторных движков повышает вероятность детонации. А повышенная температура выхлопа (до 1000 град С, против 600 град С для ДТ), ухудшает параметры воздуха.

Вследствие этого, турбонаддув с приводом от выхлопных газов более всего распространен на дизельных двигателях грузовых автомобилей и тракторов.

Устройство и особенности турбины

Агрегат состоит из двух устройств — турбины и компрессора. Задача первой преобразовывать энергию выхлопных газов, а второго — подавать сжатый воздух в цилиндры. «Крыльчатки» — главные составляющие части этой системы, представляют собой два лопастных колеса (компрессорное и турбинное).

По своей сути компрессор — это насос, его единственная задача заключается в подаче сжатых атмосферных воздушных масс в цилиндры. Кислород необходим для сжигания топлива, чем больше его поступит, тем больше силовой агрегат сможет сжечь. В результате это приводит к значительному увеличению мощности движка без физического увеличения объёма или количества цилиндров. Система турбонаддува состоит из следующих компонентов:

корпус компрессора;
корпус турбины;
корпус подшипников;
компрессорное колесо;
турбинное колесо;
ось или вал ротора.

В турбонаддуве основным элементом выступает ротор, который защищается корпусом и крепится к специальной оси. И сам ротор, и корпус турбины изготавливаются из термостойких сплавов — это необходимо из-за того, что они находятся в постоянном контакте с газами высокой температуры.

Ротор и крыльчатка вращаются в разных направлениях с большой скоростью — такое решение обеспечивает их плотный прижим друг к другу. Принцип работы в следующем:

Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Благодаря такому принципу и обеспечиваются вращение турбины. Что касается оси турбонагнетателя, то она крепится на специальных подшипниках скольжения и смазывается за счёт поступления жидкости из моторного отсека. Утечка смазочной жидкости предотвращается благодаря наличию прокладки и уплотнительным кольцам. Кроме того, дополнительную герметизацию обеспечивают смешанные и отдельные потоки отработанных газов и воздуха. Такое технологическое решение не обеспечивает гарантии в 100%, что выхлоп не попадёт в сжатый воздух, однако система этого и не требует.

Визуальный осмотр

На начальном этапе диагностики следует проверить уровень и качество дизельного моторного масла. Также необходимо исключить возможное попадание сторонних предметов в турбокомпрессор.

Далее приступаем к анализу цвета выхлопных газов. Падение мощности и черный цвет выхлопа дизеля говорит о переобогащении смеси. Это может указывать на недостаточное количество подаваемого в цилиндры воздуха по причине неисправностей во впуске. Тяга дизельного мотора может также пропадать в результате утечек на выпуске.

Для проверки мотор необходимо завести и оценить звуки в процессе работы турбокомпрессора. Турбина не должна свистеть или скрипеть, не должно быть звука прорывающегося воздуха через соединения. Нужно проверить состояние и герметичность соединений патрубков, по которым осуществляется подача воздуха. Любые неплотности или повреждения недопустимы. Также обязательно проверяется состояние воздушного фильтра, так как загрязнение и снижение его пропускной способности приведет к недостаточной подаче воздуха в цилиндры.

Если дизель дымит белым или сизым выхлопом, тогда это указывает на попадание масла в цилиндры двигателя и его сгорание в рабочей камере. Подобная неисправность может возникать как по причине неисправностей турбокомпрессора, так и других узлов ДВС. Также на проблему указывает большой расход масла (около литра на 1 тыс. пройденных км.)

В этом случае необходимо снова вернуться к проверке воздушного фильтра и ротора турбины. Загрязненный фильтр пропускает малое количество воздуха, что приводит к сильной разнице давлений между корпусом турбины и картриджем с подшипниками. Из этого картриджа масло начинает вытекать в корпус компрессора. Если неисправностей не выявлено, тогда нужно приступить к осмотру сливного маслопровода на наличие загибов, трещин и других дефектов.

Еще одной причиной роста давления может служить активное попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, что препятствует нормальному сливу масла из турбины. Данная неисправность может быть связана с проблемами в работе системы вентиляции картерных газов, дизель начинает сапунить. На моторе с исправной турбиной во впускном и выпускном коллекторе не должно быть признаков обильного попадания масла.

Снова проводим анализ состояния турбины на осевой люфт. Если с компрессором все в норме, тогда причины наличия масла в турбине заключаются именно в повышении давления в картере двигателя. Дополнительно возможно присутствие пробки в сливном маслопроводе.

В случае шумной работы дизеля нужно проверить трубопроводы, через которые воздух подается под давлением, а также ротор турбокомпрессора. Ротор турбины во время прокрутки не должен касаться стенок. Повышенного внимания заслуживает состояние крыльчатки турбины. Любые зазубрины или признаки повреждений крыльчатки требуют немедленного ремонта компрессора. При обнаружении заметных дефектов ротора турбину необходимо снимать для детальной диагностики.

https://youtube.com/watch?v=noOcVdgO_gY

Достоинства и недостатки

Преимущества моторов с турбонаддувом, по сравнению с атмосферными двигателями:

Повышается мощность.
Увеличивается крутящий момент.
Меньше расход топлива.
Снижается металлоемкость агрегата.
Более тихая работа, т.к. турбокомпрессор является дополнительным глушителем.

Кроме того, появляется возможность оптимизировать и некоторые другие параметры.

Основным недостатком силового агрегата с турбонаддувом является т. н. «турбояма» (turbolag). Обусловлен он инертностью системы. Если водитель резко нажимает на газовую педаль, то должно пройти некоторое время до того, как нагнетающий компрессор выйдет на необходимую мощность. Происходит так потому, что на небольших оборотах турбина, а с ней и компрессор, вращаются относительно медленно. Поэтому давление в камере сгорания – минимальное. Для борьбы с этим явлением ставят два клапана: перепускной из коллектора в компрессор и для отработанных газов.

Основными способами преодоления турбоямы являются:

VNT-турбина (т.е., с изменяемой геометрией). Поток выхлопных газов оптимизируется изменением площади впускного отверстия, за счет угла наклона лопаток, для регулировки силы потока выхлопных газов (Volkswagen, Opel).
Установка двух турбокомпрессоров (bi-turbo), работающих параллельно. Обычно используется на V-образных моторах большой мощности (по одному на каждый ряд цилиндров). Эффект получается за счет того, что две небольшие турбинки менее инертны, чем одна крупная. Может быть и последовательное включение. В этом случае, различные крыльчатки работают на разных оборотах. Иногда встречается triple-turbo (BMW), и даже quad-turbo (Bugatti).
Комбинированный наддув (twincharger). На один и тот же мотор ставится и механический нагнетатель, который работает на низких оборотах, и турбо от выхлопных газов.

В последнем случае, в качестве примера, можно привести патентованную технологию TCI (Volkswagen). В зависимости от нагрузки, различают следующие режимы. До 1000 об/мин – атмосферный, 1000 – 2400 об/мин – работает только механический нагнетатель, 2400 – 3500 – нагнетатель и турбокомпрессор включаются совместно, более 3500 об/мин – применяется только турбокомпрессор.

Еще одним недостатком можно назвать «турбоподхват»: после преодоления турбоямы, в системе наддува подскакивает давление. Также надо сказать, что подобные силовые агрегаты дороже атмосферных. А еще — им требуется специальное моторное масло.

Паровая турбина

Источник

Как самому проверить турбину на дизельном моторе

Необходимость проверить турбину дизельного двигателя своими руками может возникнуть по ряду причин. Выполнение диагностики турбокомпрессора на СТО зачастую потребует определенных финансовых затрат, так как специалисты в большинстве случаев подключают диагностическое оборудование, снимают турбину с двигателя для проверки.

Чтобы выявить неисправности самостоятельно без снятия турбины, можно воспользоваться несколькими способами диагностики. На проблемы с турбокомпрессором могут указывать следующие прямые или косвенные признаки, которые проявляются в процессе работы силового агрегата:

появление черного, сизого или синеватого дыма выхлопа;
дизель шумно работает в разных режимах под нагрузкой;
повышается температура, мотор склонен перегреваться;
возрастает расход горючего и моторного масла;
двигатель теряет мощность, падает тяга и динамика;

В самом начале стоит отдельно отметить, что подобные симптомы могут возникать не только по причине неисправностей турбины, но данный элемент также находится в списке.

Устройство и особенности турбины

корпус компрессора;
корпус турбины;
корпус подшипников;
компрессорное колесо;
турбинное колесо;
ось или вал ротора.

Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Проверка турбины на слух.

Первое, что необходимо сделать, при самостоятельной проверки турбины, это послушать как она работает, делать это необходимо на холодную, так как при нагреве металл будет расширяться, и явные неисправности становится услышать очень трудно.

После запуска двигателя, неисправный турбонаддув сразу же проявит себя неприятным шумом. Шум будет выражаться в виде скрежета и свиста. Если такой признак есть, это говорит о неполадках подшипников турбины, который ведет за собой люфт в крыльчатке. Из-за этого люфта, она скребет лопастями по стенкам корпуса. Решением данной проблемы, будет полный ремонт турбины с заменой всех прокладок, подшипников и сальников.

Если данная неисправность турбины появилась, то рекомендуем Вам не медленно загонять автомобиль на ремонт, так как дальнейшая работа в таком состоянии неприемлема, и чревата большими проблемами вплоть до замены.

Особенности эксплуатации турбированных двигателей

На режимах разгона автомобиля в силу инерционности системы возникает явление, получившее название «турбояма». Сущность явления заключается в следующем:

Автомобиль движется с небольшой постоянной скоростью.
Турбина вращается в соответствующем режиме.
При резком нажатии на педаль ускорения в цилиндры двигателя подается больше топлива.
После его сгорания образуются отработавшие газы, которые с большей силой воздействуют на турбину и увеличивают мощность двигателя. Однако происходит это с некоторой временной задержкой.

Таким образом, между моментом нажатия на педаль и фактическим ускорением автомобиля присутствует некоторая временная задержка — «турбояма». Также данное явление проявляется в виде недостатка крутящего момента на малых оборотах двигателя.

Виды систем турбонаддува

Производители разработали различные способы избавления от «турбоямы»:

Турбина с изменяемой геометрией. Конструкция предусматривает изменение сечения входного канала. За счет этого выполняется регулирование потока отработавших газов.
Два турбокомпрессора, установленных последовательно (Twin Turbo). На каждый режим работы (обороты двигателя) предусматривается свой компрессор.
Два турбокомпрессора, установленных параллельно (Bi Turbo). Схема разбиения на две турбины снижает инерцию системы, и турбояма становится не так ощутима.
Комбинированный наддув. Устройство предусматривает и механический, и турбонаддув. Первый включается при низких оборотах, второй при высоких.

Что такое турботаймер и для чего он необходим

Турботаймер

Другой стороной инерционности системы с турбокомпрессором является необходимость снижать обороты постепенно. Нельзя резко выключать зажигание после того, как двигатель работал на высоких оборотах. Это обусловлено тем, что подшипники будут продолжать вращение, а поскольку масло не будет подаваться в систему — возникнет повышенное трение. Оно, в свою очередь, спровоцирует быстрый износ вала турбины.

Для решения этой проблемы применяется турботаймер. Это устройство устанавливается на приборной панели и подключается в цепь зажигания. После выключения зажигания ключом система запускает таймер, который глушит двигатель спустя некоторое время, давая возможность турбине снизить обороты до приемлемых значений.

Причины неисправности турбины автомобиля

Причиной неисправности турбины является выброс синего выхлопного дыма при разгоне автомобиля, а при постоянных оборотах его исчезновения. Это может быть вызвано сгоранием масла, попадающего в цилиндры мотора из-за утечки в турбокомпрессоре.

Также о неисправности в системе управления ТКР (турбокомпрессор) может свидетельствовать черный дым, появляющийся во время сгорания обогащенной смеси за счет утечки воздуха в нагнетающих магистралях.

Белые же выхлопные газы, наоборот, говорят о том, что засорился сливной маслопровод ТКР. Увеличение расходов масла (0,2 – 1 л на 1 тыс. км) и наличие подтеков на стыках патрубков воздушного тракта и на турбине, происходит, вероятнее всего, из-за загрязнения сливного маслопровода или воздушного канала.

Также причиной может стать закоксовывание корпуса оси ТКР. За счет недостаточного поступления воздуха из неисправного турбокомпрессора, может ухудшиться динамика разгона авто.

Если во время работы двигателя слышен посторонний шум или свист, то источником проблемы может быть утечка воздуха на стыке выхода мотора и компрессора.

Видео — свист на Mercedes-Benz Sprinter

Если же вы услышите характерный скрежет при работе или заметите трещины и деформацию корпуса турбины, то будьте готовы к тому, что ТКР в скором времени может выйти из строя.

Компоненты, из которых состоит система турбонадува: турбина, электронные датчики давления, воздуха, масла, магистраль по забору и передаче воздуха в нагнетающий трубопровод, клапан-отсекатель и т.п. Многие современные машины оснащены системами автоматики, которые немедленно отключат турбину, если одна из перечисленных систем выйдет из строя. А это, в свою очередь, скажется на возможности развить максимальную мощность двигателем.

Принцип работы турбины дизельного двигателя опель

Содержание

Принцип работы турбины на дизеле
Принцип работы турбины на дизельном двигателе
Устройство турбины дизельного двигателя
Как работает турбина на дизельном двигателе
Как работает турбонаддув
Минусы использования турбокомпрессора
Турбированный мотор: правила эксплуатации
Как работает турбина: видео
Что такое турбо-яма?
Функция турбины, настройка
Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)
Система смазки
Типы турбин
Паровая турбина
Принцип работы турбины на дизельном двигателе и ее устройство
Конструктивные элементы системы
Как работает турбонаддув дизельного двигателя
Регулировка давления наддува
Система смазки
Недостатки турбокомпрессоров
Правила эксплуатации

Принцип работы турбины на дизеле

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Мотор, на который установлен турбонаддув, называется турбодизелем.

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбонаддув имеет особую конструкцию из двух элементов:

турбина;
компрессор.

Как работает турбина на дизельном двигателе

Принцип работы турбины на дизельном двигателе следующий:

компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.

Как работает турбонаддув

Чтобы разобраться в работе турбонаддува, для начала следует уяснить понятия турбоподхвата и турбоямы.

Работа турбины дизельного двигателя также требует контроля давления:

компрессор через клапан, дабы снизить давление, сбрасывает лишний забранный воздух;
когда давление поступившего воздуха достигает максимально допустимой величины, клапан выпускает газы, и ротор вращается с требуемой скоростью, а компрессор всегда забирает только нужное количество воздуха.

Минусы использования турбокомпрессора

У устройства есть определенные недостатки:

возрастает расход топлива, что особенно ощущается при неправильной регулировке системы;
температура в процессе сжатия повышается, что может привести к детонации. Чтобы избежать такой неприятности, необходим монтаж регуляторов, охладителей и ряда других элементов.

Турбированный мотор: правила эксплуатации

придерживаться графика замены масла, что позволит не допустить засорения маслопровода абразивами;
использовать качественное моторное масло, соответствующее по характеристикам в паспорте двигателя;
не трогаться сразу после включения мотора – движок должен быть прогрет;
сразу после прекращения движения не выключать двигатель, дав ему хотя бы 10 секунд поработать на холостых оборотах.

Как работает турбина: видео

Что такое турбо-яма?

Функция турбины, настройка

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Система смазки

Типы турбин

Раздельный. Он имеет два сопла для каждой пары цилиндров и два входа для отработавших газов. Первое сопло предназначено для быстрого реагирования, второе служит для максимальной производительности. В конструкции есть разделенные выпускные каналы. Сделано это для предотвращения перекрытия каналов при выпуске выхлопных газов.
Компрессор с переменным соплом. Также он известен, как турбина с изменяемой геометрией. Применяется на моторах с маркировкой TDI от «Фольксваген». Здесь в конструкции имеется 9 подвижных лопастей. Они могут регулировать поток выхлопных газов, что идут к турбине. Угол наклона лопастей – регулируемый, что позволяет согласовать давление нагнетаемого воздуха и скорость движения газов с оборотами ДВС.

Паровая турбина

Источник

Принцип работы турбины на дизельном двигателе и ее устройство

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Регулировка давления наддува

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

Источник

Устройство турбины дизельного двигателя — МТЗ Петров

23. 01.2018

Автомобильные двигатели с турбиной у нас не слишком популярны. Ходит мнение, что они слишком сложны и капризны в работе, слишком требовательны к качеству топлива и слишком дороги в ремонте. Ничего подобного. Сейчас мы сами в этом убедимся и рассмотрим конструкцию простейшего турбодизеля, который устанавливается уже даже на самые бюджетные модели автомобилей.

Для чего турбина дизелю

Конечно, как и любой другой автомобильный мотор, двигатель с турбиной может тоже иногда ломаться. Но как показывает практика, делает он это не чаще, чем атмосферный мотор при условии правильной эксплуатации и своевременного обслуживания. Для того чтобы самостоятельно определить неисправность турбины, необходимо в общих чертах знать устройство турбины дизельного двигателя.

Принцип её работы, как и устройство, не слишком сложны. Наддув предназначен для того, чтобы искусственным путём повысить наполняемость камеры сгорания рабочей смесью солярки и воздуха. В результате, при том же объёме камеры сгорания и при том же расходе топлива, мощность двигателя на порядок возрастает. Конструктивно турбонагнетатель выглядит так.

Как устроен турбонаддув

Турбокомпрессор представляет собой воздушный насос, который приводится в движение отработанными выхлопными газами. Он представляет собой две крыльчатки, которые расположены на одной оси и помещённые в корпус. Поток выхлопных газов на высокой скорости проходят через ведущую турбину и заставляют её вращаться, а она в свою очередь, вращает всасывающую турбину с такой же скоростью.

Ось турбокомпрессора может вращаться с частотой до 140 000 оборотов в минуту, а это значит, что лопасти крыльчатки могут развивать огромную скорость, сравнимую со скоростью звука. Компрессор всасывает отфильтрованный воздух, сжимает его и под давлением подаёт во впускной коллектор. Чем больше сжатого воздуха за единицу времени поступит в коллектор, тем больше будет прирост мощности.

Конструкция турбины

Корпус турбины имеет непростую геометрию. Воздух попадает к нагнетателю через спиралевидный канал с постепенно сужающимся диаметром, что в свою очередь также влияет на повышение рабочего давления турбины. В зависимости от предназначения мотора, конструкция корпуса наддува (улитки) может быть различной. У грузовых автомобилей поток выхлопных газов должен быть разделен во избежание разрушительного резонанса, а в случае разделения потока газов, резонанс используется для более эффективной работы турбины.

Ротор турбины и ось изготовлены из разных материалов, поскольку работают в разных условиях. Процесс изготовления наддува выглядит следующим образом — ось и ротор раскручиваются в противоположном направлении до высокой скорости и во время вращения ротор насаживается на ось. Таким образом получают прочную неразъемную спайку. В конструкции оси есть ещё одна хитрость. В месте усадки ротора она полая, что позволяет затруднить передачу тепла от ротора к оси и улучшить охлаждение сопряжённых элементов. После точной финишной обработки ось балансируется и устанавливается в корпус.

Турбина имеет сложную систему смазки и такую же сложную систему динамических уплотнителей, что и диктует высокую цену турбины в сборе. Они называются динамическими, потому что работают, используя принцип разницы давления в разных частях турбины:

Ось турбины непостоянного диаметра и эти вызывается разница давления, которая препятствует проникновению масла в турбину.
С обеих сторон оси уплотнители установлены в пазах, кроме того, они служат преградой для передачи избыточного тепла на корпус наддува.
Внутренняя геометрия корпуса оси также создаёт препятствие проникновению масла в ротор.
Из корпуса наддува масло вытесняется в полость оси, откуда иго избыток поступает по маслопроводу в систему смазки двигателя.

Ресурс, регулировка и диагностика турбины

Даже поверхностное изучение системы смазки и конструкции турбины уже говорит о том, что это очень требовательный механизм как к качеству масла, так и к правилам эксплуатации. Эти правила просты и понятны, а ресурс турбонаддува может быть не меньше, чем ресурс дизельного двигателя, при условии соблюдения этих условий:

использовать только сертифицированное масло и вовремя проводить его замену;
не нагружать непрогретый двигатель;
перед остановкой мотора необходимо некоторое время дать ему поработать на холостых оборотах;
следить за чистотой системы смазки, поскольку засорение маслопровода турбины может существенно сократить её ресурс.

О неисправности наддува могут говорить несколько симптомов, но самый вопиющий из них — невозможность развить полную мощность двигателя и густой чёрный выхлоп. Это говорит о том, что-либо засорился воздушный фильтр, либо впускной коллектор потерял герметичность. В случае попадания масла в коллектор через турбину отчётливо виден сизый дым из выхлопной трубы. В этом случае может потребоваться ремонт и чистка наддува.

Таким образом, если соблюдать все правила ухода и эксплуатации наддува, его ресурс может быть вполне сопоставим с ресурсом дизельного мотора. Пусть проблемы с турбиной обойдут ваш мотор стороной и удачных всем дорог!

Источник

Метки: дизель, купить импортную турбину, статья, ТКР 6, ТКР 7, турбина, турбина Саранск, Турбокомпрессор, турбонаддув, чешская турбина

Автор: Администратор

Газовые турбины/ дизельные двигатели/ газовые двигатели ｜ Ресурсы, энергетика и среда ｜ Продукты ｜ IHI Corporation

ここからグローバルナビです。

グローバルここまでです。

Дом
Товары
Газотурбинные/ дизельные двигатели/ газовые двигатели

ここから本文です。

IHI предлагает широкий спектр продуктов для производства электроэнергии, включая газовые турбины, дизельные двигатели и газовые двигатели с простыми, когенерационными и комбинированными энергетическими системами. Мы также предоставляем удаленный мониторинг, техническое обслуживание двигателей и другие услуги на протяжении всего жизненного цикла продукта. Мы добиваемся сокращения выбросов NOx и CO2 за счет внедрения высокоэффективных газовых турбин с низким уровнем выбросов. Мы поставляем газовые турбины для быстроходных кораблей и других морских судов. Мы также поставляем полный спектр дизельных двигателей, от больших двигателей, способных работать на средних и низких скоростях, до моделей малого и среднего размера, обеспечивающих низкие, средние и высокие скорости. Наша разнообразная линейка включает дизельные двигатели для наземных электростанций.

Газотурбинные системы производства электроэнергии

Газотурбинная электростанция «LM6000»

Это электростанции класса 100 МВт, которые сочетают в себе две газовые турбины LM6000, два парогенератора-утилизатора и одну паровую турбину для обеспечения самой эффективной в мире выработки электроэнергии, а также лучших экологических характеристик и надежности.

Газотурбинная электростанция «LM2500»

Это электростанции класса от 20 до 30 МВт, в которых используется высокоэффективная и очень надежная газовая турбина LM2500, созданная на основе легкого и компактного авиационного двигателя.

Системы когенерации

Когенерационная установка газотурбинная «IM270»

Это типичные энергосберегающие системы, которые производят 2 МВт электроэнергии и 6 тонн пара в час, сочетая нашу оригинальную конструкцию высокоэффективной газовой турбины с низким уровнем выбросов NOx IM270 и парогенератора-утилизатора.

Когенерационная установка «IM400 IHI-FLECS»

Это оригинальные когенерационные системы класса IHI мощностью от 4 до 6 МВт, которые могут изменять выход как электроэнергии, так и тепла (пара) в зависимости от потребности. При наличии избыточного пара его можно преобразовать в электроэнергию для рекуперации энергии.

Двигатели среднего/большого размера

Двухтопливный двигатель «DU-WinGD 6X72DF»

Это двухтопливный двигатель, использующий технологию предварительного смешивания и сжигания обедненной смеси, которая считается технически сложной для низкоскоростного двухтактного двигателя.
Важной особенностью является существенное снижение количества выбросов NOx двигателем.

Дизельный двигатель «DU-Win GD 9X82»

Двигатели X — это двигатели следующего поколения, которые разработаны и спроектированы с учетом высокой эксплуатационной гибкости, чтобы адаптироваться к различным условиям работы двигателя и удовлетворять потребности в снижении расхода топлива. 9Двигатели X82 устанавливаются на контейнеровозы NYK вместимостью 14 000 TEU в качестве основного двигателя. Эти двигатели 9X82 оснащены «двойной номинальной системой», которая включает функции оптимизации двух диапазонов мощности для работы с высокой и низкой нагрузкой. Эта «система двойного рейтинга» является передовой в мире технологией, которая позволяет судам значительно сократить расход топлива и сократить выбросы CO2 для обоих диапазонов, что значительно способствует экономии энергии при эксплуатации судов.

ДУ-С.Э.М.Т. Дизельный двигатель Pielstick

Четырехтактный среднеоборотный двигатель, используемый в качестве основного двигателя для больших паромов и патрульных катеров береговой охраны, а также в качестве генератора для наземных электростанций.

Дизельный двигатель NIIGATA «28AHX»

Дизельный двигатель представляет собой «экологически безопасный» среднеоборотный дизельный двигатель (от 2070 до 6660 кВт) следующего поколения, который, очевидно, соответствует нормам IMO Tier II NOx, а также ориентируется на будущее судовых двигателей.

При использовании земли для генераторов (от 2000 до 6300 кВт) дизельный двигатель достигает показателей мирового класса по высокой эффективности и низкому расходу топлива, используя как DO, так и тяжелое дизельное топливо.

Двухтопливный двигатель NIIGATA «28AHX-DF»

Двигатель 28AHX-DF является экологически безопасным двигателем, отвечающим нормам IMO Tier III NOx в газовом режиме. В нем используется чистое сгорание газа, что позволяет соответствовать новым нормам без селективной каталитической нейтрализации (SCR).

Системы производства электроэнергии с газовыми двигателями

Газовый двигатель NIIGATA «28AGS»

Газовый двигатель вносит значительный вклад в сокращение выбросов CO2 за счет высокоэффективной работы на природном и городском газе, а также на низкокалорийных газах, таких как те, которые образуются в газификационных плавильных печах.
Серия AGS мощностью 2000–6000 кВтэ с зажиганием от свечей зажигания и серия AG с микропилотным зажиганием поставляются как в Японию, так и за границу в качестве стационарных генераторов электроэнергии.

Силовые установки

Азимутальный двигатель NIIGATA «Z-PELLER®»

Z-PELLER® — самая популярная силовая установка на мировом рынке буксиров. Покупатели высоко оценивают этот движитель за его высокое качество и долговечность.
Наша линейка Z-PELLER® предлагает постоянную мощность от 735 кВт (1000 л.с.) до 3310 кВт (4500 л.с.), что позволяет нам реагировать на различные потребности клиентов.

Оборудование для впрыска топлива

NICO производит и поставляет так называемое оборудование для впрыска топлива, клапан впрыска топлива и насос для впрыска топлива для 4-тактного двигателя Deisel производителям двигателей, таким как отечественные, европейские, корейские и китайские производители двигателей, а также Niigatra Power Systems, которые является материнской компанией NICO. NICO также разрабатывает FIE с электронным управлением (например, CRS: система Common Rail), а также обычные механические FIE.

Ссылки

Запросы на продукты

Другие продукты

Продукты

Page Top

サイトご利用案内ここまでですです。

Этот сайт （www.ihi.co. сайт удобнее.
Пожалуйста, подтвердите свое согласие на использование файлов cookie, нажав «ОК».
Для получения дополнительной информации об использовании файлов cookie на этом сайте ознакомьтесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Основы турбонагнетателя

Основы турбокомпрессора

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Проблемы турбонаддува
Турбокомпрессоры с фиксированной геометрией
Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
Расширение ширины карты компрессора
Несколько компрессоров
Усиленный турбонаддув
Системы повышения давления
Прочность и материалы турбокомпрессора
Подшипники турбокомпрессора

Резюме : Турбокомпрессоры представляют собой центробежные компрессоры, приводимые в действие турбиной выхлопных газов и используемые в двигателях для повышения давления наддувочного воздуха. Производительность турбокомпрессора влияет на все важные параметры двигателя, такие как расход топлива, мощность и выбросы. Прежде чем перейти к более подробному обсуждению особенностей турбокомпрессора, важно понять ряд фундаментальных понятий.

Конструкция турбокомпрессора
Компрессор турбокомпрессора
Основные принципы процесса сжатия
Карты компрессора
Турбокомпрессор Турбина
Турбинное извлечение энергии
Производительность турбины

Турбокомпрессор состоит из колеса компрессора и колеса турбины для выхлопных газов, соединенных сплошным валом, и используется для повышения давления всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания. Турбина выхлопных газов извлекает энергию из выхлопных газов и использует ее для привода компрессора и преодоления трения. В большинстве автомобильных применений и компрессор, и турбинное колесо имеют радиальный тип потока. В некоторых приложениях, таких как средне- и низкооборотные дизельные двигатели, можно использовать колесо турбины с осевым потоком вместо турбины с радиальным потоком. Поток газов через типовой турбокомпрессор с радиальным компрессором и турбинными колесами показан на рисунке 1 9.0183 [482] .

Рисунок 1 . Конструкция турбокомпрессора и поток газов

(Источник: Швитцер)

Центр корпуса. Общий вал турбина-компрессор опирается на систему подшипников в центральном корпусе (корпусе подшипника), расположенном между компрессором и турбиной (рис. 2). Узел вала (SWA) относится к валу с присоединенными колесами компрессора и турбины, т. е. к вращающемуся узлу. Вращающийся узел центрального корпуса (CHRA) относится к SWA, установленному в центральном корпусе, но без корпусов компрессора и турбины. Центральный корпус обычно отливается из серого чугуна, но в некоторых случаях может использоваться и алюминий. Уплотнения помогают предотвратить попадание масла в компрессор и турбину. Турбокомпрессоры для двигателей с высокой температурой выхлопных газов, такие как двигатели с искровым зажиганием, также могут иметь охлаждающие каналы в центральном корпусе.

Рисунок 2 . Разрез турбокомпрессора

Вид в разрезе турбонагнетателя отработавших газов для бензинового двигателя, показывающий колесо компрессора (слева) и колесо турбины (справа). Подшипниковая система состоит из упорного подшипника и двух полностью плавающих подшипников скольжения. Обратите внимание на каналы охлаждения.

(Источник: БоргВарнер)

Подшипники турбокомпрессора

Подшипники. Система подшипников турбонагнетателя кажется простой по конструкции, но она играет ключевую роль в ряде важных функций. Некоторые из наиболее важных из них включают: контроль радиального и осевого движения вала и колес и минимизацию потерь на трение в системе подшипников. Системы подшипников привлекли значительное внимание из-за их влияния на трение турбонагнетателя и его влияние на эффективность использования топлива двигателем.

За исключением некоторых крупных турбонагнетателей для тихоходных двигателей, подшипники, поддерживающие вал, обычно располагаются между колесами в выступающем положении. Такая гибкая конструкция ротора гарантирует, что турбонагнетатель будет работать на скоростях выше своей первой и, возможно, второй критической скорости и, следовательно, может подвергаться воздействию динамических условий ротора, таких как завихрение и синхронная вибрация.

Уплотнения. Уплотнения расположены на обоих концах корпуса подшипника. Эти уплотнения представляют собой сложную конструктивную проблему из-за необходимости поддерживать низкие потери на трение, относительно больших перемещений вала из-за зазора в подшипнике и неблагоприятных градиентов давления в некоторых условиях.

Эти уплотнения в первую очередь служат для предотвращения попадания всасываемого воздуха и выхлопных газов в центральный корпус. Давление во впускной и выпускной системах обычно выше, чем в центральном корпусе турбокомпрессора, которое обычно соответствует давлению в картере двигателя. Таким образом, они в первую очередь предназначены для герметизации центрального корпуса, когда давление в центральном корпусе ниже, чем во впускной и выпускной системах. Эти уплотнения не предназначены для использования в качестве основного средства предотвращения утечки масла из центрального корпуса в выхлопную и воздушную системы. Обычно предотвращается контакт масла с этими уплотнениями с помощью других средств, таких как маслоотражатели и вращающиеся маслоотражательные кольца.

Уплотнения турбонагнетателя отличаются от мягких манжетных уплотнений, которые обычно используются во вращающемся оборудовании, работающем при гораздо более низких скоростях и температурах. Уплотнение типа поршневого кольца является одним из часто используемых типов. Он состоит из металлического кольца, похожего по внешнему виду на поршневое кольцо. Уплотнение остается неподвижным при вращении вала. Лабиринтные уплотнения — еще один тип, который иногда используется. Как правило, уплотнения вала турбонагнетателя не предотвращают утечку масла, если перепад давления меняется на противоположный, так что давление в центральном корпусе выше, чем во впускной или выпускной системах.

###

Тенденции рынка двигателей, турбин и оборудования для передачи энергии 2030

Предстоящие

2022

Рынок двигателей, турбин и оборудования для передачи энергии

Пандемия нарушила работу многих отраслей промышленности и затронула весь мир.

Получить подробный анализ воздействия COVID-19 на рынок двигателей, турбин и оборудования для передачи электроэнергии

Запросить сейчас!

Рынок двигателей, турбин и оборудования для передачи электроэнергии включает продажу двигателей, турбин и оборудования для передачи электроэнергии с использованием организаций (корпораций, индивидуальных предпринимателей или товариществ), которые производят генераторы, оборудование для передачи электроэнергии и двигатели внутреннего сгорания (за исключением автомобильный бензин и самолет).

Предприятие занимается производством сцеплений и тормозов (кроме электромагнитных систем управления и автомобилей), дизельных и полудизельных двигателей, подвесных электромобилей, двигателей внутреннего сгорания для гибридных систем привода (помимо автомобильных), простых подшипников и втулок. (помимо двигателя внутреннего сгорания), шкивы силовых передач, преобразователи частоты, редукторы скорости, агрегаты турбогенератора, широко распространенные соединения (помимо самолета и автомобиля). Бесмашинное локомотивное поколение управляет сетью поездов с заданной железнодорожной инфраструктурой. для умной навигации. Автоматизированные поезда используются для увеличения пропускной способности сети и контроля посетителей. В этих поездах используются автоматические системы, которые оптимизируют время их движения, общую скорость и надежность.

Market Scope and Structure Analysis

Report Metric	Details
Market Size Available for Years	2020–2030
Рассматриваемый базовый год	2020
Прогнозный период	2021–2030
Forecast Unit	Value (USD)
Segments Covered	Product, Application, and Region

COVID-19 Impact Analysis

Вспышка коронавирусного заболевания (COVID-19) стала серьезным ограничением для рынка производства двигателей, турбин и устройств передачи энергии в 2020 году, поскольку цепочки поставок были нарушены из-за ограничений, которые повлияли на производственную деятельность из-за блокировок, введенных правительствами во всем мире.
COVID-19 — это инфекционное заболевание с гриппоподобными симптомами, включая лихорадку, кашель и затрудненное дыхание. Вспышка вируса началась в 2019 году в городе Ухань провинции Хубэй Китайской Народной Республики и распространилась по всему миру вместе с Западной Европой, Северной Америкой и Азией. Производители машин сильно зависят от поставок машин и компонентов из пострадавших стран.
Однако ожидается, что рынок производства двигателей, турбин и устройств передачи мощности может оправиться от шока в течение прогнозируемого периода, поскольку это событие «черного лебедя», не связанное с текущими или фундаментальными недостатками на рынке или мировая экономика.

Наиболее важные факторы воздействия

Буму на рынке производства двигателей, турбин и силовых трансмиссий способствует сильный финансовый рост, прогнозируемый во многих развитых и развивающихся странах. Прогнозируется, что восстановление цен на сырьевые товары после значительного снижения в течение исторического периода также будет способствовать росту рынка.
Ожидается, что в развитых странах будет наблюдаться значительный рост в течение прогнозируемого периода. Кроме того, ожидается, что растущие рынки продолжат расти немного быстрее, чем развитые рынки в течение прогнозируемого периода.
Ожидается, что стабильный финансовый рост увеличит инвестиции в долгосрочные пользовательские рынки, тем самым стимулируя рост рынка в течение прогнозируемого периода.
Азиатско-Тихоокеанский регион доминирует на международном рынке устройств для двигателей, турбин и силовых трансмиссий. Западная Европа превратилась во второй по величине рынок, на который приходится 31% мирового рынка, что может создать возможности для рынка.

Тенденции рынка

Январь 2019 г., Vastas запустила турбинную платформу EnVentus, названную модульной ветровой турбинной платформой EnVentus, которая подходит для условий сильного, среднего и слабого ветра.
Норвежская организация в настоящее время расширяет генерацию с несколькими турбинами, чтобы вырабатывать в 5 раз больше энергии, чем одиночные ветряные мельницы производят всего за 12 месяцев. Энергия ветра считается самым недорогим и быстрым способом получения возобновляемой энергии. Современные ветряные мельницы имеют однополюсную конструкцию с тремя большими лопастями. Тем не менее, новые турбины, разработанные с использованием систем улавливания ветра, должны ознаменовать радикальный сдвиг в том, как известна технология турбин.

Основные преимущества отчета

В этом исследовании представлено аналитическое описание двигателя, турбины и силового трансмиссионного оборудования наряду с текущими тенденциями и прогнозами на будущее для определения возможных инвестиционных карманов.
В отчете представлена информация об основных движущих силах, ограничениях и возможностях, а также подробный анализ доли рынка двигателей, турбин и силового трансмиссионного оборудования.
Текущий рынок количественно проанализирован с 2020 по 2030 год, чтобы выделить сценарий роста рынка двигателей, турбин и оборудования для передачи энергии.
Анализ пяти сил Портера иллюстрирует потенциал покупателей и поставщиков на рынке.
В отчете представлен подробный анализ рынка двигателей, турбин и оборудования для трансмиссии, основанный на интенсивности конкуренции и том, как конкуренция будет формироваться в ближайшие годы.

Обзор рынка двигателей, турбин и силового оборудования Основные моменты

Аспекты	Детали
по продукту	BYBINE и Генератор с турбин.	Автомобильная промышленность Производство Промышленность
по региону	Северная Америка (U.S, Канада, Мексика) Европа (Германия, UK, France, Italy, Spain, Rest of Europe). (Китай, Япония, Индия, Южная Корея, Австралия, остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона) LAMEA (Бразилия, Аргентина, GGC, Южная Африка, остальные страны LAMEA)
Ключевые игроки рынка	General Electric, Siemens, Caterpillar, Cummins, Vestas Wind Systems

Загрузка оглавления. .. Маркетинговые исследования (AMR) включают в себя самую безошибочную методологию исследования рынка и анализа отрасли. Мы не только гравируем самые глубокие уровни рынков, но и проникаем в их самые тонкие детали для наших рыночных оценок и прогнозов. Наш подход помогает достичь более полного консенсуса на рынке в отношении размера, формы и отраслевых тенденций в каждом отраслевом сегменте. Мы тщательно учитываем отраслевые тенденции и реальные события для определения ключевых факторов роста и будущего курса рынка. Наши исследовательские доходы являются результатом высококачественных данных, мнений и анализа экспертов, а также ценных независимых мнений. Наш исследовательский процесс призван обеспечить сбалансированное представление о мировых рынках и позволить заинтересованным сторонам принимать обоснованные решения.

Мы предлагаем нашим клиентам исчерпывающие исследования и анализ, основанные на широком спектре фактических данных, которые в основном включают интервью с участниками отрасли, надежную статистику и региональную информацию. Наши штатные отраслевые эксперты играют важную роль в разработке аналитических инструментов и моделей, адаптированных к требованиям конкретного отраслевого сегмента. Эти аналитические инструменты и модели очищают данные и статистику и повышают точность наших рекомендаций и советов. Благодаря откалиброванному исследовательскому процессу AMR и методологии оценки данных на 360 градусов наши клиенты могут быть уверены в получении:

Непротиворечивые, ценные, надежные и действенные данные и анализ, на которые можно легко ссылаться при стратегическом бизнес-планировании
Технологически сложные и надежные выводы, основанные на тщательно проверенной и достоверной исследовательской методологии
Благодаря надежной методологии мы уверены, что наши исследования и анализ наиболее надежны и гарантируют надежное бизнес-планирование.
Вторичное исследование
Мы используем широкий спектр отраслевых источников для нашего вторичного исследования, которые обычно включают; тем не менее, не ограничиваясь: документами SEC компании, годовыми отчетами, веб-сайтами компаний, брокерскими и финансовыми отчетами и презентациями для инвесторов для конкурентного сценария и структуры отрасли
- Патентные и нормативные базы данных для понимания технических и юридических разработок
- Научно-технические Письма для информации о продукте и связанных с ним преимуществ
- Региональные государственные и статистические базы данных для макроанализа
- Аутентичные новые статьи, интернет-трансляции и другие соответствующие выпуски для оценки рынка
- Внутренние и внешние собственные базы данных, ключевые рыночные показатели и соответствующие пресс-релизы для рыночных оценок и прогнозов
Первичное исследование
Наши основные исследовательские усилия включают в себя установление контакта с участниками по почте, телебеседам, направлениям, профессиональным сетям и личному общению. Мы также поддерживаем профессиональные корпоративные отношения с различными компаниями, что позволяет нам более гибко обращаться к участникам отрасли и комментаторам для интервью и дискуссий, выполняя следующие функции:
- Проверяет и улучшает качество данных и расширяет возможности исследований
- Дальнейшее развитие понимания и опыта группы аналитиков на рынке
- Предоставляет достоверную информацию о размере рынка, его доле, росте и прогнозах
Наши первичные исследовательские интервью и дискуссии обычно состоят из самых опытных представителей отрасли. Эти участники включают в себя; однако, не ограничиваясь:
- Руководители и вице-президенты ведущих корпораций, относящихся к отрасли
- Менеджеры по продуктам и продажам или региональные руководители; торговые партнеры и дистрибьюторы высшего уровня; эксперты в области банковского дела, инвестиций и оценки Ключевые лидеры мнений (KOL)
Аналитические инструменты и модели
Компания AMR разработала набор аналитических инструментов и моделей данных для дополнения и ускорения процесса анализа. В соответствии с рынками, на которых наблюдается значительный недостаток информации и оценок, команда экспертов и аналитиков AMR разрабатывает специальные аналитические инструменты и отраслевые модели для преобразования качественных и количественных отраслевых показателей в точные отраслевые оценки. Эти модели также позволяют аналитикам изучить перспективы и возможности, преобладающие на рынке, чтобы точно предсказать курс рынка.
Воздушный поток — секрет создания мощности
Основы создания мощности просты. Он начинается с потока воздуха, но не заканчивается на нем.
Четыре цикла двигателя с циклом Отто: циклы впуска, сжатия, мощности и выхлопа. Эти четыре цикла происходят за два оборота коленчатого вала. Каждый цикл часто называют «ходом» поршня.
Предположим, у вас есть бензиновый четырехтактный двигатель объемом 300 кубических дюймов. Большинство из вас знает, как работает двигатель, но в качестве простого обзора, четырехтактный двигатель имеет такт впуска для всасывания воздушно-топливной смеси в цилиндр, когда поршень движется вниз по отверстию цилиндра, за которым следует такт сжатия во время такта сжатия. после движения поршня вверх. Эти первые два такта происходят за один оборот коленчатого вала (см. рис.1). При следующем обороте коленчатого вала рабочий ход происходит, когда воздушно-топливная смесь сгорает, толкая поршень вниз. Следующее движение поршня вверх называется тактом выпуска. Два оборота коленчатого вала, четыре отдельных цикла — это базовый поршневой двигатель с циклом Отто.
По самой своей конструкции это означает, что наш двигатель объемом 300 кубических дюймов всасывает 300 кубических дюймов воздуха за каждые два оборота коленчатого вала. Теперь самое интересное. Это происходит независимо от того, открыта дроссельная заслонка или закрыта. Но подождите, скажете вы. Двигатель всасывает больше воздуха, когда дроссельная заслонка открыта. И хотя это правда, что при открытии дроссельной заслонки в двигатель поступает больше воздуха 90 193 массой 90 194, размер двигателя, или рабочий объем, никогда не меняется, поэтому единственное фактическое различие заключается в плотности воздуха, который заполняет этот рабочий объем.
Когда дроссельная заслонка закрыта, в двигатель поступает очень мало воздушной массы, поэтому небольшое количество воздуха должно расширяться, чтобы заполнить наши 300 кубических дюймов. Таким образом, воздух будет иметь очень низкую плотность. Когда дроссельная заслонка открывается, в двигатель может поступать больше воздушной массы, и плотность увеличивается. Это часто называют «плотностью заряда».
Под плотностью заряда подразумеваем количество кислорода, доступного для поддержания горения топлива. Чем больше кислорода (воздуха) поступает в двигатель, тем больше топлива можно сжечь и тем большую мощность может выдать двигатель. Другими словами, при условии, что вы смешиваете правильное количество топлива с воздухом, мощность двигателя зависит от потока воздуха. Для нормальной крейсерской работы бензиновый двигатель работает при соотношении воздух-топливо около 14,7: л, поэтому ему потребуется примерно 14,7 фунтов воздуха для смешивания с каждым фунтом топлива. Для получения максимальной мощности это соотношение упадет примерно до 12,5:1.
Помимо положения дроссельной заслонки, на поток воздуха влияет множество факторов, например, ограничения во впускном или выпускном трактах (которые сами по себе могут стать дросселями) или конструкция распределительного вала для управления открытием и закрытием клапана (см. ниже).
Мощность двигателя напрямую зависит от свободного потока входящего воздуха и выхлопных газов через все каналы двигателя. Даже когда дроссельная заслонка широко открыта, ограничения во впускных или выпускных каналах эффективно ограничивают возможности двигателя по воздушному потоку.
Даже температура поступающего воздуха влияет на его плотность (см. «Прохладный воздух равен мощности» в другом месте на этом сайте). Но, прежде всего, самым важным фактором является давление воздуха, поступающего в двигатель во время такта впуска. Для двигателя без наддува это просто атмосферное давление, или около 14,7 фунтов на квадратный дюйм, измеренное на уровне моря (см. ниже).
В двигателе без наддува единственным давлением, доступным для нагнетания воздуха в двигатель, является нормальное атмосферное давление. И, конечно же, выхлоп должен выходить против того самого атмосферного давления.
Если мы используем какой-либо компрессор для повышения давления выше атмосферного, это называется «наддувом» двигателя. Если этот компрессор приводится в действие механической связью с двигателем, такой как ременная передача или зубчатая передача, компрессор просто называется нагнетателем. Однако, если компрессор приводится в действие турбиной, расположенной в выхлопной системе двигателя, такая комбинация турбины и компрессора называется турбокомпрессором (см. ниже).
Сгорание выхлопной турбины, соединенной с компрессором на стороне впуска двигателя, называется турбонагнетателем.
Наддув и турбонаддув — очень эффективные способы увеличения выходной мощности двигателя. Удвоение плотности заряда двигателя более чем удваивает его выходную мощность при условии сохранения оптимального соотношения воздух/топливо. Почему выходная мощность увеличивается более чем в два раза? Ответ заключается в том, что паразитные потери двигателя, такие как трение и привод насоса, остаются относительно постоянными, как и относительные потери тепла в окружающий воздух и охлаждающую жидкость, поэтому дополнительная мощность, обеспечиваемая повышенной плотностью заряда, почти полностью доступна для выполнения работы.
Возвращаясь к нашему вступительному описанию четырехтактного двигателя, следует отметить, что только один из четырех циклов производит мощность. Остальные три цикла потребляют энергию. Все, что увеличивает давление впуска двигателя, снижает насосные потери для этого двигателя на такте впуска (см. Ниже).
Турбина в потоке выхлопных газов двигателя использует тепловую энергию потока и выхлопных газов для выработки мощности, необходимой для привода компрессора турбонагнетателя. Чем больше тепловой энергии и потока, тем быстрее будет работать компрессор.
Но «бесплатных обедов» не бывает. Для привода компрессора, который создает это повышенное давление всасывания, требуется мощность. Для нагнетателя эта мощность исходит непосредственно от коленчатого вала двигателя. В случае турбонагнетателя турбина создает ограничение на пути выхлопа, тем самым создавая противодавление выхлопных газов между цилиндром и турбиной, увеличивая насосные потери в цикле выхлопа.
Что еще более важно, если противодавление выхлопных газов становится выше, чем давление впуска, создаваемое компрессором, некоторое количество выхлопных газов остается в цилиндре после такта выпуска, чтобы разбавить и уменьшить поступающий заряд воздуха/топлива, а в наихудших сценариях, выхлопные газы фактически будут поступать обратно в систему впуска в течение периода «перекрытия», присущего большинству конструкций распределительных валов, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно (см. рис. 6). В последнем случае такой обратный поток очень вреден, так как повышает температуру поступающего воздушно-топливного заряда и способствует разрушительной детонации.
Детонация – это неконтролируемое сгорание топливно-воздушной смеси, приводящее к избыточному давлению и температуре в цилиндре. Детонация быстро сломает, сожжет или расплавит внутренние детали двигателя. Каждое топливо имеет пределы детонации, связанные с давлением и температурой, при которых топливо самовоспламеняется и горит неконтролируемо. Таким образом, максимальная мощность, которую может развить любой двигатель с искровым зажиганием, ограничена детонационной стойкостью топлива, которая выражается в виде октанового числа топлива. Следовательно, возможность контролировать как давление впуска, так и температуру поступающего заряда воздуха/топлива имеет решающее значение для создания надежных двигателей с наддувом (или двигателей с турбонаддувом). А в случае двигателей с турбонаддувом размер турбины и компрессора должен быть подобран таким образом, чтобы давление выхлопных газов между турбиной и цилиндром, называемое «давлением на входе в турбину», не превышало давление впускной системы, которое обычно называется «буст» (см. рис.7). На самом деле вопрос об оптимизации давления наддува по сравнению с давлением на входе в турбину редко обсуждается, однако это один из ключевых элементов успешного и надежного применения турбонаддува, особенно в гонках.
Большое внимание часто уделяется отклику дроссельной заслонки двигателей с турбонаддувом, который относится к времени между нажатием дроссельной заслонки и откликом двигателя. Часто небольшие, быстро реагирующие турбины соединяются с более крупными компрессорами, чтобы ускорить реакцию дроссельной заслонки, но такие маленькие турбины быстро становятся ограничениями в выхлопной системе и создают избыточное давление на входе в турбину, создавая состояние обратного потока, обычно называемое «турбинным дросселем». Некоторые такие системы полагаются на современные сложные датчики детонации для задержки опережения зажигания и обогащения воздушно-топливной смеси для подавления детонации в неблагоприятных условиях, но когда это делается, выходная мощность значительно снижается, а экономия топлива страдает до такой степени, что двигатель может на самом деле он производит меньше энергии, чем если бы он был турбонаддувом до более низкого уровня наддува, чтобы предотвратить детонацию. Правильно спроектированная система турбонагнетателя полагается только на датчики детонации в качестве отказоустойчивого средства для случайного плохого топлива или кратковременного состояния избыточного наддува при нормальной работе.
В двигателе с турбонаддувом, когда противодавление выхлопных газов между турбиной и цилиндром превышает давление «наддува» на стороне впуска, выхлопные газы могут течь обратно в цилиндр и впускной канал во время периода перекрытия между циклами выпуска и впуска. Это разбавляет и нагревает входящий топливный и воздушный заряд и может способствовать повреждению неконтролируемого сгорания в цилиндре.
В правильно спроектированной системе турбокомпрессора давление наддува превышает давление выхлопных газов, помогая вытеснять выхлопные газы, охлаждая клапаны и более полно заполняя цилиндр свежим топливом и воздухом.
Как упоминалось выше, контроль пикового давления в системе впуска и температуры впуска является ключом к предотвращению детонации. Сначала рассмотрим проблему с температурой. Всякий раз, когда воздух сжимается, он нагревается. А поскольку нагрев является нежелательным фактором, способствующим детонации, желательно охлаждение сжатого воздуха, даже если такое охлаждение снизит давление впуска. С положительной стороны, охлаждение также увеличивает плотность заряда поступающего воздуха. Устройство, используемое для охлаждения индукционного заряда, правильно называется «охладителем наддувочного воздуха», хотя многие называют его промежуточным охладителем. Охладители наддувочного воздуха представляют собой теплообменники, которые могут использовать конфигурацию «воздух-воздух» или могут быть типа «воздух-жидкость». Оба они эффективны, хотя вариант воздух-жидкость требует еще одного теплообменника жидкость-воздух для охлаждения жидкости. Следовательно, процесс «воздух-жидкость» по своей природе менее эффективен, чем концепция «воздух-воздух». Как правило, снижение температуры наддувочного воздуха на каждые 10 градусов по Фаренгейту приводит к увеличению плотности заряда на 1%, что примерно соответствует увеличению выходной мощности на 1%. Таким образом, охлаждение наддувочного воздуха помогает предотвратить детонацию и увеличивает выходную мощность.
Контролировать пиковое давление в системе впуска можно тремя способами. Первый способ заключается в установке механизма сброса давления в системе впуска. Такое устройство часто называют «выталкивающим» или «выпускным» клапаном, который просто открывается на заданном уровне. Второй метод заключается в использовании устройства, отводящего поток выхлопных газов на турбину. Такое устройство называется «вестгейт» (см. «Как работает турбо-вестгейт» в другом месте на этом сайте). Как и в случае с выдвижным клапаном, вестгейт будет открываться на заранее установленном уровне наддува. Третий способ заключается в правильном согласовании размеров турбины и компрессора с областью применения и друг с другом. Когда это делается правильно, что называется «плавающим матчем», встроенные ограничения потока сохраняют все сбалансированным.
Все вышеизложенное представляет собой упрощенный обзор науки о двигателестроении применительно к бензиновым двигателям. Применение дизельных двигателей во многом похоже, хотя у дизелей нет воздушной заслонки для изменения плотности заряда. Вместо этого дизельные двигатели дросселируются путем регулирования количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры в точное время. Другими словами, они дросселируются за счет изменения соотношения воздух-топливо. Обычно этот диапазон составляет от 50 л (на холостом ходу) до примерно 22 л при полной мощности. Выход за пределы 22: л приводит к чрезмерной температуре, копоти, дыму и плохой экономии топлива. Наддув и турбонаддув увеличивают плотность заряда и общую выходную мощность для дизелей, так же как и для бензиновых двигателей, а для предотвращения детонации применяется тот же контроль температуры и давления.
Основы создания силы просты. Он начинается с потока воздуха, но не заканчивается на нем. Это только начало. Затем топливо должно быть правильно дозировано, чтобы соответствовать воздушному потоку. И, наконец, необходимо установить точный контроль для оптимизации связанных систем, таких как зажигание (для бензиновых двигателей), наддув турбонагнетателя и т. д. также усиленный. Если все сделано неправильно, результаты могут быть разрушительными для двигателя, выталкивая его за пределы, установленные заводом-изготовителем для безопасной эксплуатации. В Banks Power мы умеем делать это правильно.
Какие бы продукты для повышения мощности вы ни рассматривали, используйте представленную здесь науку о двигателе, чтобы оценить, как эти продукты влияют на основы работы двигателя и как они достигают своих целей. Тогда вы будете в лучшем положении, чтобы принять обоснованное решение о покупке.
Глоссарий терминов дизельной и электроэнергетической промышленности

На этой странице содержится вводный список и определения общих терминов, относящихся к промышленным дизельным двигателям, генераторам, производству электроэнергии и электроэнергии:
Американская ассоциация общественного питания (APPA):
Национальная сервисная организация, представляющая 2000 муниципальных и других государственных или местных государственных электроэнергетических компаний в Соединенных Штатах.
Отключение электроэнергии: Внезапное отключение электроэнергии.
Контактор: Используется в цепях управления.
Текущий: Поток частиц, заряженных электричеством.
Переменный ток (AC): Ток, протекающий от нуля к положительному максимуму, а затем обратно к нулю, снова стекает к отрицательному максимуму, чтобы снова вернуться к нулю.
Постоянный ток (DC): Ток, создаваемый аккумуляторной батареей или электромагнитной индукцией, с однонаправленным потоком.
Дизельный двигатель: Двигатель внутреннего сгорания, в котором жидкое топливо сжигается за счет тепла, выделяемого при сжатии воздуха. Наиболее часто покупаемые промышленные дизельные двигатели — это либо восстановленный дизельный двигатель, либо подержанный дизельный двигатель.
Распределение: Поставка электроэнергии низкого напряжения от централизованной подстанции до конечного потребителя.
Генератор: Вспомогательное устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию в виде постоянного или переменного тока.
Резервные генераторы: Используется для обеспечения аварийной нагрузки при внезапном отключении электроэнергии.
Дизель-генератор: Запускается и автоматически вырабатывает электроэнергию при отключении электроэнергии.
Динамо: Механическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую посредством процесса электромагнитной индукции.
Электрический генератор: Генерирует электричество из источника механической энергии.
Двигатель Генератор: Вырабатывает электроэнергию с помощью природного газа или дизельного поршневого двигателя.
Генераторные установки: Удобный электрогенератор, преобразующий топливо в электроэнергию механическими способами. Наибольшей популярностью пользуются генераторные установки с зажимом и подвесные генераторы.
Мотор-генератор: Обычно используется либо для регулирования, либо для кондиционирования питания от необработанного источника энергии, такого как электросеть.
Некоммерческий генератор: Подключенный к системе электроснабжения генератор некоммунального назначения вырабатывает электроэнергию специально для тех, кто не принадлежит электроснабжению.
Резервный генератор: Используется для резервного питания дома. Резервный генератор работает на бензине или сжиженном нефтяном газе.
Турбинный генератор: Работающий на газовой или паровой турбине, турбогенератор вырабатывает электричество за счет электромагнитных сил, вызванных паром, водой или ветром и т. д.
Детали и внутренние компоненты генератора энергии в электрическую энергию.
Выпрямитель для зарядки аккумулятора: Этот компонент преобразует переменное напряжение с обмоток заряда аккумулятора в постоянное напряжение для зарядки аккумулятора.
Щетка: Этот проводящий элемент из графита или меди поддерживает скользящий электрический контакт между статическим и подвижным элементом.
Сердечник: Сердечник представляет собой магнитную структуру, встроенную в генератор.
Подставка: Эта металлическая рама, покрывающая генератор или двигатель, обеспечивает дополнительную защиту от внешних помех.
Маховик: Храня энергию в форме вращающейся массы, Маховик является очень активной заменой химических батарей.
Катушка зажигания: Катушка зажигания подает напряжение постоянного тока на свечи зажигания.
Магнето: Магнето, построенный на постоянных магнитах, представляет собой особый тип генератора переменного тока, который вырабатывает ток для зажигания в двигателе внутреннего сгорания.
Выпрямитель: Выпрямитель используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC).
Реле: Обычно используемое в цепях управления, реле представляет собой переключатель, управляемый электричеством и управляющий контактором благодаря контактам с малой силой тока.
Ротор: Ротор – элемент, от которого зависит вращение генератора.
Статор: Статор — это статический или неподвижный элемент генератора.
Регулятор напряжения: Модулируя поток постоянного тока на ротор, регулятор напряжения автоматически поддерживает оптимальное напряжение генератора.
Обмотка: Обмотка состоит из всех катушек генератора.
Обмотка статора: Состоит из катушек статора с их соединениями.
Обмотка ротора: Включает все обмотки и соединения полюсов ротора.
Термины, относящиеся к системе генераторов
Сеть: Для удовлетворения потребностей в электроэнергии в сетях в различных точках используется система линий электропередач и генераторов, соединенных между собой. Это сетка.
Нагрузка: Нагрузка – это количество электроэнергии, используемой устройствами, связанными с системой производства электроэнергии.
Непиковое время: Определенный период, когда потребность системы в электроэнергии относительно низкая. Отсчет с 10 вечера. до 6 утра, с понедельника по субботу и в течение всего дня в воскресенье НКРЭ.
Тариф в непиковый период: Это тариф стоимости электроэнергии, используемой в периоды непиковой нагрузки.
Пик: Измерение максимальной нагрузки, потребляемой за указанный период времени.
Фаза: Фаза измеряет равномерное периодическое изменение амплитуды или величины переменного тока.
Номинальное напряжение: Удельное значение напряжения, при котором двигатель-генератор может начать работать.
Единственная точка отказа: Единственная точка отказа — это место в системе с резервированием, где единичный сбой питания приводит к отключению электроэнергии для критической нагрузки.
Резервная (резервная) служба: 1. Услуга через постоянное соединение, обычно не используемое, но доступное вместо или в дополнение к обычному источнику питания.
Резервная мощность: Это резервный источник электроэнергии, который остается бездействующим и начинает работать, как только устройство управления дает ему команду.
ИБП (источник бесперебойного питания) : Автоматически и мгновенно подает питание при отсутствии источника питания. Работа ИБП зависит от основного источника питания, такого как электросеть, поскольку он сам вырабатывает электроэнергию.
Единицы измерения электрической мощности
Сила тока: Измерение силы или интенсивности электрического тока в амперах.
Герц (Гц): единица частоты, равная одному циклу в секунду.
Джоуль: Измерение электрической энергии, эквивалентной работе, совершаемой при прохождении тока в один ампер через сопротивление в один ом в течение одной секунды.
Киловатт (кВт): Киловатт — это мощность, необходимая для выполнения работы со скоростью 1000 Дж в секунду.
Киловатт-час (кВтч): Общее количество киловатт, используемых в час. Или 3 600 000 джоулей.
кВА: кВА – это киловольт-ампер и единица полной мощности. KVA используется для измерения потребляемой мощности нерезистивного оборудования, такого как двигатели, компьютеры и большинство источников света без ламп накаливания.
Вольт: Разность потенциалов между двумя точками.
Напряжение: Измерение разности электрических потенциалов, выраженной в вольтах.
Ватт: Измерение электрической мощности. Один ватт равен 1 джоулю энергии в секунду.
>>Назад к статьям и информации<<
Турбокомпрессор: определение, функции, детали, типы, работа
Слышали ли вы о высокомощном входном устройстве в двигателе внутреннего сгорания, ну, секрет в том, турбокомпрессор . Он также известен как турбодвигатель , который был изобретен в начале ХХ века швейцарским инженером Альфредом Бучи. Он представил прототип для увеличения мощности дизельных двигателей.
Сегодня турбонаддув стал стандартным устройством для большинства бензиновых и дизельных двигателей. Все еще продолжаются исследования способов улучшения конструкции турбокомпрессоров для повышения производительности при снижении производственных затрат. Даже несмотря на то, что напряжения, вызванные вибрацией, и работа подшипников являются основными факторами отказа. По этой причине ротодинамический анализ должен быть важной частью процесса проектирования турбокомпрессора, ну, может быть!
В автомобильном двигателе мощность вырабатывается в камере сгорания при всасывании топливно-воздушной смеси, верно! После сжатия смесь выбрасывается в виде выхлопных газов, которые становятся отходами и даже загрязняют атмосферу. Но вместо того, чтобы выхлопные газы были бесполезны, турбокомпрессор использует их, чтобы двигатель работал быстрее. Позволь мне объяснить.
Читать Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне
Сегодня мы рассмотрим определение, функции, применение, детали, историю, схему, типы, принцип работы, а также преимущества и недостатки турбокомпрессора. Эта статья широка, поэтому я призываю вас прочитать ее, чтобы получить знания.
Содержание
- 1 Определение турбогнаргера
- 2 ИСТОРИЯ
- 3 ФУНКЦИИ Турбогхаржера
- 4 Применение турбогоргера
  4.1 Присоединение к новостям
- 5 Части Turbochargers
- 66 6. :
- 6.2 Twin Turbo:
- 6.3 Twin-Scroll Turbo:
- 6.4 Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT):
- 6.5 Турбокомпрессор с изменяемой геометрией Twin-Scroll:
- 6.6 Электрические турбокомпрессоры:
7 8.3 Пожалуйста, поделитесь!

Турбокомпрессор Определение

Турбокомпрессор представляет собой приводное от турбины устройство, повышающее эффективность и выходную мощность двигателей внутреннего сгорания за счет подачи дополнительного сжатого воздуха в камеру сгорания. Эта индукция горячего воздуха, кажется, работает, потому что компрессор может нагнетать больше воздуха и пропорционально больше топлива в камеру сгорания, чем при нормальном атмосферном давлении.

Турбокомпрессор — это устройство, устанавливаемое на двигатель транспортного средства для повышения общей эффективности и повышения производительности двигателя. турбокомпрессоры первоначально были известны как турбокомпрессоры , так как все устройства принудительной индукции классифицируются как нагнетатели. Нагнетатель — это термин, обозначающий устройство принудительной индукции с механическим приводом.

Разница между турбокомпрессором и обычным нагнетателем заключается в том, что турбокомпрессор приводится в действие турбиной, приводимой в движение выхлопными газами двигателя. Принимая во внимание, что нагнетатель механически приводится в действие коленчатым валом двигателя, часто связанным с ремнем. Однако турбонагнетатели более эффективны, но менее отзывчивы. Термин Twin-charger относится к двигателю с турбонагнетателем и нагнетателем.

Читать Что нужно знать о шатуне

История

Краткая история турбокомпрессоров, заслуга основателя Альфреда Дж. Бучи (1879–1932), который работал в автомобильной мастерской компании Gebruder Sulzer Engine Company Винтертур, Швейцария. Проект был разработан за год до первой мировой войны и был запатентован в Германии в 1905 году. Он продолжал совершенствовать проект до самой своей смерти спустя четыре десятилетия.

Некоторые другие инженеры также заслуживают похвалы за проект турбокомпрессора. Несколькими годами ранее сэр Дугальд Кларк (1854–1932) был шотландским изобретателем двухтактного двигателя. он экспериментировал с разделением стадий сжатия и расширения внутреннего сгорания с помощью двух отдельных цилиндров.

Его эксперимент работал как наддув, увеличивая потоки воздуха в цилиндры и количество топлива, которое можно было сжечь. Другие инженеры, такие как Луи Рено, Готлиб Даймлер и Ли Чедвик, также принимают участие в разработке систем наддува.

Функции турбокомпрессора

Основной функцией турбокомпрессора является повышение эффективности работы автомобильного двигателя. ниже приведены причины, по которым турбо всегда будет существовать, несмотря на некоторые его ограничения.

Дополнительная мощность обеспечивается без увеличения мощности двигателя.
Увеличить скорость работы двигателя без увеличения скорости сжигания топлива.
Используйте оксид углерода II (выхлопной газ) вместо того, чтобы вызывать загрязнение.

Применение турбокомпрессора

Турбокомпрессор обычно используется в автомобильных двигателях, таких как грузовики, автомобили, поезда, самолеты и строительная техника. современные версии двигателей внутреннего сгорания с циклом Отто и дизельным двигателем оснащены турбонагнетателями.

Позвольте углубиться, чтобы объяснить некоторые области применения турбокомпрессоров:

Автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями: Как упоминалось ранее, автомобили с турбонаддувом распространены среди автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями для увеличения их выходной мощности при заданной мощности. Это также повышает эффективность использования топлива, позволяя использовать двигатель меньшего объема. Эти двигатели потеряли в весе около 10% и экономят до 30% расхода топлива, сохраняя при этом ту же пиковую мощность.

Первым легковым автомобилем с турбонаддувом стал вариант Oldsmobile Jetfire. Он использует компонент до 215 у.е. во всех алюминиевых двигателях V8 и в продуктах Chevrolet, называемых Corvairs. Первоначально он назывался Monza Spyder с охлаждаемым оппозитным шестицилиндровым двигателем.

Автомобили с дизельным двигателем во многом полагаются на турбокомпрессор, так как он повышает эффективность, управляемость и производительность дизельных двигателей. Выпускается на базе легкового автомобиля Mercedes с турбонаддувом Garrett, представленного в 1978 году.

Грузовиков: С той же целью дизельные двигатели грузовиков оснащены турбонаддувом с 1938 года.

Самолет: В течение года эффект турбокомпрессора также повышает эффективность самолетов.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Мотоциклы: Большинство японских компаний производили высокопроизводительные мотоциклы с турбонаддувом с начала 1980-х годов. Хотя мотоциклов с турбонаддувом мало, это из-за обилия большего рабочего объема. Доступен безнаддувный двигатель, который предлагает преимущества крутящего момента и мощности двигателя меньшего объема с турбонагнетателем, но обеспечивает более линейные характеристики мощности.

Читать: Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Детали турбокомпрессоров

Ниже приведены основные части турбокомпрессора и их функции:

Картриджи (полностью собранные и отбалансированные сердцевины турбокомпрессора)
Вакуумные приводы и пневматические приводы
Электронные приводы (электрические сервоприводы)
Корпуса компрессора (корпуса холодной секции/детали турбокомпрессора)
Ремкомплекты турбокомпрессора (ЗИП/комплекты для оперативного мелкого ремонта)
Колеса компрессора (колеса компрессора турбокомпрессора)
Вал и колеса (валы турбонагнетателей с турбинным колесом, роторы турбин)
Корпуса сопловых колец (Корпуса для элементов управления геометрией ВНТ)
Корпуса подшипников (корпуса картриджей, корпуса турбонагнетателей)
Задние пластины (пластина сердечников турбокомпрессора со стороны компрессора)
VNT Nozzle Rings (Кольца с форсунками для турбокомпрессоров ВНТ, узлы контроля геометрии ВНТ)
Тепловые экраны (тепловые экраны сердцевины турбокомпрессора)
Комплекты прокладок (комплекты/комплекты прокладок турбокомпрессора)
Датчики привода (датчики давления, датчики положения
Прокладки ВНТ (внутренние прокладки для турбокомпрессоров ВНТ)
Корпуса турбин (корпуса горячей секции/детали турбокомпрессора)
Детали электронных приводов (электродвигатели, валы, шестерни сервоприводов турбокомпрессоров).

Типы турбокомпрессоров

Ниже приведены различные типы существующих турбокомпрессоров:

Одинарный турбокомпрессор:

Одинарный турбокомпрессор — это самый простой, наиболее распространенный и дешевый тип турбокомпрессора из существующих. Он имеет безграничную вариативность и, будучи меньшим турбонаддувом, обеспечивает лучшее рычание на низких оборотах, поскольку они раскручиваются быстрее. Одинарная турбина имеет шарикоподшипник и подшипник скольжения, которые обеспечивают меньшее трение для вращения компрессора и турбины.

Преимущества одиночных турбонагнетателей заключаются в том, что двигатели меньшего размера также могут быть оснащены турбокомпрессором, также учитывается экономичность, простота и простота установки. Это также увеличивает КПД двигателя.

Некоторые ограничения все еще имеют место, несмотря на его преимущества, в том числе; имеет довольно узкий эффективный диапазон оборотов. Одиночные турбины делают выбор размера проблемой, поскольку приходится выбирать между большей мощностью на высоких оборотах или хорошим крутящим моментом на низких оборотах. Наконец, отклик может быть медленным по сравнению с другими типами турбо.

Двойной турбонаддув:

Двойной турбонаддув — еще один вариант, который позволяет использовать один турбонагнетатель для каждого ряда цилиндров (v8, v12 и т. д.). В качестве альтернативы можно использовать один турбокомпрессор для низких оборотов и байпас на более крупный турбокомпрессор для высоких оборотов. Две турбины одинакового размера, одна из которых используется при низких оборотах, а обе — при более высоких (14, 16). BMW x5 M и x6 M используют турбины с двойной спиралью, по одной с каждой стороны v8.

Преимущество двойного турбонаддува, когда он последовательный или турбо на низких оборотах и оба на высоких оборотах. Это обеспечивает более широкую и плоскую кривую крутящего момента, лучший крутящий момент на низких оборотах, но мощность не будет уменьшаться на высоких оборотах, как одиночная турбина. Ограничения этих турбокомпрессоров включают стоимость и сложность, поскольку количество компонентов почти удваивается. И есть другие альтернативы для достижения аналогичного результата, которые легче.

Читать: Разница между бензиновым и дизельным двигателем

Twin-Scroll Turbo:

Турбокомпрессоры с двойной спиралью почти во всех отношениях лучше, чем турбины с одной спиралью, потому что при использовании двух спиралей импульсы выхлопных газов разделяются. Например, в четырехцилиндровых двигателях с порядком работы 1 3 4 2 цилиндры 1 и 4 могут питаться от одной спирали турбокомпрессора. Тогда как цилиндры 2 и 3 питаются от отдельной спирали. Назначение этих типов турбокомпрессора состоит в том, что в цилиндре имеется перекрытие. Допустим, цилиндр заканчивает свой рабочий ход, когда поршень достигает нижней мертвой точки, и выпускной клапан открывается. За это время второй цилиндр завершает такт выпуска, закрывая клапан и открывая впускной клапан.

Традиционный турбоколлектор с одной спиралью совсем другой, давление выхлопа из первого цилиндра будет мешать втягиванию свежего воздуха из второго цилиндра из-за того, что оба выпускных клапана временно открыты. Это снижает давление, достигаемое турбонагнетателем, и влияет на количество воздуха, всасываемого вторым цилиндром.

Преимущества турбонагнетателя заключаются в том, что на выхлопную турбину передается больше энергии, и достигается более широкий диапазон оборотов эффективного наддува. Это связано с разным дизайном прокрутки. По сути, перекрытие клапанов больше, не мешая очистке выхлопных газов, что приводит к большей гибкости настройки.

Ограничения заключаются в том, что стоимость и сложность выше по сравнению с одинарными турбинами, и для этого требуется особая компоновка двигателя и конструкция выхлопа.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT):

Типы турбонагнетателя с изменяемой геометрией широко распространены на дизельных двигателях, и их производство ограничено. Это связано с его стоимостью и экзотическими требованиями к материалам. Внутренние лопасти внутри турбонагнетателя изменяют отношение площади к радиусу A/R в соответствии с частотой вращения. То есть при низких оборотах низкое отношение A/R используется для увеличения скорости выхлопных газов и быстрого запуска турбонагнетателя. Если обороты растут, соотношение A/R увеличивается, чтобы увеличить поток воздуха, что приводит к низкой турбо-задержке. Это также приводит к низкому порогу наддува и широкому и плавному диапазону крутящего момента.

Преимущество этого типа турбонаддува заключается в том, что создается широкая и плоская кривая крутящего момента. Который эффективен в очень широком диапазоне оборотов. Для этого требуется одиночный турбонаддув, что упрощает установку последовательного турбонаддува в нечто более компактное. Его ограничения заключаются в том, что он используется только в дизельных двигателях, где выхлопные газы ниже, поэтому лопасти не будут разрушены головкой. При использовании турбонаддува на бензиновом двигателе будут использоваться дорогостоящие экзотические металлы для сохранения надежности.

Турбокомпрессор с регулируемой спиралью Twin Scroll:

Турбина с регулируемой двойной спиралью значительно дешевле, чем VGT, что делает ее предпочтительным выбором для бензиновых двигателей с турбонаддувом. Он сочетает в себе VGT с установкой с двойной спиралью, таким образом, при низкой частоте вращения одна из спиральных витков полностью закрывается, нагнетая весь воздух в другую. По мере увеличения оборотов двигателя клапан открывается, пропуская воздух в другую спираль, и достигается хорошая производительность высокого класса.

Преимущества турбокомпрессора заключаются в том, что он обеспечивает широкую и пологую кривую крутящего момента и имеет более прочную конструкцию, чем VGT. Стоимость и сложность также являются его ограничениями, а технология раньше была нежелательной.

Электрические турбонагнетатели:

Использование электродвигателя в турбонагнетателе улучшает его характеристики и обеспечивает мгновенную форсировку двигателя. Легко создается крутящий момент на низких оборотах, устраняется запаздывание. Этот турбокомпрессор просто лучший из всех, возможно, новая версия сможет его сбить.

Его преимущества заключаются в том, что создается более широкий эффективный диапазон оборотов с равномерным крутящим моментом. Потраченная энергия восстанавливается, поскольку электродвигатель подключается непосредственно к выхлопной турбине. И, как упоминалось ранее, турбо-задержку и недостаточное количество выхлопных газов можно практически устранить, вращая компрессор с помощью электроэнергии, когда это необходимо.

Сложность и стоимость являются одним из недостатков турбокомпрессора, так как теперь учитывается электродвигатель. Упаковка и вес также являются проблемой, особенно с добавлением встроенной батареи, которая при необходимости обеспечивает достаточную мощность для турбонаддува. Аналогичные преимущества можно получить и от других типов, таких как VGT или Twin-Scrolls.

Принцип работы

Имея базовые знания о том, как работает реактивный двигатель, разобраться в автомобилях с турбокомпрессором будет намного проще. Поясню, реактивный двигатель всасывает свежий воздух спереди и использует его в камере для смешивания и сжигания с топливом. Затем он выпускает горячий воздух через спину. Горячий рев проносится мимо турбины, сделанной из компактного металлического ветряка, который приводит в действие компрессор (воздушный насос) в передней части двигателя. двигатель использует его для подачи воздуха в двигатель, чтобы топливо сгорало должным образом.

Аналогичный процесс применяется к турбонагнетателю поршневого двигателя автомобиля. выхлопные газы используются для привода турбины, которая вращает воздушный компрессор, нагнетающий дополнительный воздух в цилиндры. Это приводит к тому, что за секунду сжигается больше топлива, поэтому автомобиль с турбонаддувом может производить больше энергии. Это больше энергии в секунду.

Турбокомпрессоры состоят из двух половин, соединенных между собой валом. В одном из них находится турбина, которая вращается за счет горячих выхлопных газов, в другом также находится турбина, которая всасывает воздух и сжимает его в двигателе. Это сжатие обеспечивает дополнительную мощность и эффективность двигателя. Чем больше воздуха поступает в камеру сгорания, тем больше топлива добавляется, что дает дополнительную мощность.

Обратите внимание, что сжатый воздух горячий, менее плотный и поднимается над радиаторами. Этот горячий воздух менее эффективен для сжигания топлива. Из-за этого воздух, поступающий от компрессора, перед поступлением в цилиндры нуждается в охлаждении. Вот почему горячий воздух от компрессора проходит через теплообменник, который отводит лишнее тепло, прежде чем он попадет в камеру сгорания.

Читать: Классификация двигателей внутреннего сгорания

Откуда берется дополнительная мощность и сколько можно получить

Большинство людей думают, что газотурбинный двигатель обеспечивает дополнительную мощность за счет выхлопных газов, но это не так. Выхлопной газ используется для привода компрессора, который подает воздух в камеру сгорания, позволяя двигателю каждую секунду сжигать больше топлива. Дополнительная мощность получается за счет дополнительного топлива, которое сжигается с большей скоростью.

Величина дополнительной мощности, которую дает турбонагнетатель, определяется размером компонентов. Турбокомпрессоры могут быть улучшены, чтобы сделать двигатель более мощным, в зависимости от желаемой мощности. Но есть предел совершенствованию. Цилиндры настолько велики, что они могут получить много воздуха и топлива для смешивания.

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

Преимущества:

Ниже перечислены преимущества турбокомпрессоров:

Дополнительная мощность двигателя.
Свободная мощность передается двигателю за счет отработанных выхлопных газов. для его привода не требуется мощность двигателя.
Используется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях.
Повышение топливной экономичности двигателей.

Недостатки:

Несмотря на преимущества турбонагнетателей, все же существуют два основных ограничения. Ниже приведены недостатки турбонагнетателя:

Одна из больших проблем с турбокомпрессором известна как турбозадержка. Это произошло, когда дроссельная заслонка нажата, двигателю требуется время, чтобы разогнаться. То есть турбонагнетателям нужно время, чтобы отразить обороты двигателя.

Когда скорость двигателя низкая, выхлопных газов недостаточно, чтобы раскрутить компрессор и обеспечить необходимую мощность. Требуемый выхлоп будет создаваться после нажатия на педаль газа. Этот эффект уменьшается при переключении на более низкую передачу, но опытные водители иногда замечают задержку отклика.

Второе ограничение турбонагнетателей не возникает в условиях повседневной езды. Это происходит только тогда, когда двигатель доведен до предела. Тепло, выделяемое выхлопными газами, сильно нагревается и заставляет турбокомпрессор светиться красным.

Вот почему большинство спортивных автомобилей с турбонаддувом имеют вентиляционные отверстия в нижней части двигателя.

Posted inДвигатель