Турбокомпрессор құрылғысы: сипаттамасы, жұмыс істеу принципі, негізгі элементтері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Турбокомпрессор құрылғысының өзін қарастырмас бұрын, іштен жанатын қозғалтқыштың қуаты толығымен оған қанша ауа мен жанармай түсетініне байланысты екенін білу керек. Сондықтан бұл көрсеткіштерді арттырсаңыз, іштен жанатын қозғалтқыштың қуаты да артады.

Турбина сипаттамасы

Турбокомпрессор құрылғысы және оның сыртқы түрі адамдардың қозғалтқыш қуатын арттыру үшін үздіксіз жарысының нәтижесі. Бұл жерде мұндай турбинаның бензин қозғалтқыштары үшін ғана емес, сонымен қатар дизельдік модельдер үшін де тиімді шешім болғанын қосу маңызды. Көбінесе мұндай құрылғылар ауаның аз мөлшері бар қозғалтқыштарға орнатылады. Бұл жерде мынаны түсіну маңызды: қозғалтқыштың өзі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым көп ауа мен отын тұтынады және оның қуаттылығы соғұрлым көп болады. Кішірек қозғалтқыштан бірдей қуат алу үшін цилиндрлерге сыйатын ауа мөлшерін көбейту керек.

Турбокомпрессор – мыналарға арналған құрылғыпайдаланылған газдарды пайдаланып қозғалтқышқа ауаның көп мөлшерін мәжбүрлеу. Турбокомпрессордың екі негізгі элементі бар - турбина және орталықтан тепкіш сорғы. Өздерінің арасында бұл екі бөлік қатты ось арқылы қосылған. Элементтер минутына 100 000 айналымға дейінгі жылдамдықпен айналады және компрессорды да басқарады.

Турбина бөліктері

Турбокомпрессорлық құрылғы 8 бөліктен тұрады. Арнайы пішіні бар корпуста айналатын турбиналық дөңгелек бар. Негізгі мақсат - пайдаланылған газдардың энергиясын компрессорға беру. Бұл элементтерді құрастыруға арналған бастапқы материал - керамика сияқты ыстыққа төзімді материалдар.

Турбокомпрессор құрылғысында ауа соратын компрессор дөңгелегі де бар. Ол сондай-ақ оны сығымдау және қозғалтқыш цилиндрлеріне бүркумен айналысады. Доңғалақ турбина сияқты арнайы корпуста орналасқан. Бұл доңғалақтардың екеуі де ротордың білігіне орнатылған, оның айналуы тегіс мойынтіректерде жүзеге асырылады.

Турбокомпрессордың дизайны мен жұмысы, әсіресе бензин қозғалтқыштарында қосымша салқындату қажет. Әдетте бұл сұйық салқындату жүйесі. Жүйенің өзін салқындатумен қатар, сығылған ауа да салқындатылады. Ол үшін турбинада ауа немесе сұйық түрдегі салқындатқыш бар. Ауаны салқындату өте маңызды, себебі ол оның тығыздығын және демек қысымды арттырады.

Бұл жүйе қысым реттегішімен басқарылады. Бұл айналма клапан қабілеттіпайдаланылған газдардың ағынын шектеу. Осылайша кейбіреулер турбина дөңгелегі жанынан өтеді.

Шығарманың мәні

Турбокомпрессордың құрылғысы және оның жұмыс істеу принципі пайдаланылған газдарды пайдалануға негізделген. Бұл газдардың энергиясы турбина дөңгелегін басқарады. Бұл энергияны беру үшін турбина дөңгелегі ротордың білігіне бекітіледі, оны айналдырады. Осылайша энергия компрессор дөңгелегіне беріледі. Бұл элемент жүйеге ауаны мәжбүрлеумен, сондай-ақ оны қысумен айналысады. Қысылған ауа оны салқындататын салқындатқыш арқылы өтеді. Осыдан кейін зат қозғалтқыш цилиндрлеріне тікелей түседі.

Қосымша ақпарат

Турбокомпрессор құрылғысы және жұмыс принципі қандай да бір түрде іштен жанатын қозғалтқыштан тәуелсіз, өйткені қозғалтқыш білігімен қатаң байланыс жоқ. Екінші жағынан, айналу жылдамдығы турбинаның тиімділігіне қандай да бір түрде әсер етеді. Ол келесі жолмен қосылады. Қозғалтқыш неғұрлым көп айналым жасаса, пайдаланылған газдардың ағыны соғұрлым күшті болады. Осыған байланысты турбина білігінің айналу жылдамдығы артады, яғни цилиндрлерге түсетін ауа мөлшері артады.

Турбокомпрессордың дизайны мен жұмысының бірнеше жағымсыз жақтары бар. Кемшіліктердің бірі «турбо лаг» деп аталады. Газ педальына күрт басқан кезде, қуаттың жылдам артуы біршама кешіктіріледі. «Турбожамнан» өткеннен кейін қысымның күрт секіруі байқалады,ол "турболифт" деп аталады.

Кемшіліктерді түзету

Бірінші кемшіліктің пайда болуы жүйенің инерциялық болуына байланысты. Осы құбылысқа байланысты турбинаның өнімділігі мен қозғалтқыштан талап етілетін қуат арасында сәйкессіздік бар. Бұл мәселені шешудің үш жолы бар. Дизельдік турбокомпрессордың құрылғысы бензинге ұқсас болғандықтан, олар оған да жарамды. Мына әрекеттерді орындауға болады:

1. Айнымалы геометриялық турбинаны пайдаланыңыз.
2. Екі параллель немесе екі компрессорды тізбектей пайдаланыңыз.
3. Біріктірілген күшейту жүйесін пайдаланыңыз.

Айнымалы геометриялық турбинаға келетін болсақ, ол кіріс клапанының ауданын өзгерту арқылы мәселені шешуге қабілетті. Мұндай жүйе дизельдік қозғалтқыштарда жиі қолданылады.

Әртүрлі жүйелердің сипаттамасы

Мақсаты, турбокомпрессордың құрылғысы кәдімгі турбинаның құрылғысымен бірдей. Негізгі айырмашылығы - құралда 8 емес, тек 5 негізгі бөлік бар.

Параллель қосылған турбиналар жүйесі пайдаланылады. Мұндай жүйе жеткілікті қуатты V-қозғалтқыштар үшін ең қолайлы. Бұл жағдайда цилиндрлердің әрбір қатарына бір шағын турбокомпрессор орнатылады. Артықшылығы - бірнеше шағын құрылғылардың инерциясы бір үлкен турбинаның инерциясынан аз.

Компрессордың құрылғысы мен жұмыс принципі түріне байланысты ерекшеленбейдіоның көлемінен, алайда, бұл маңызды рөл атқарады, мысалы, екі турбинаның сериялық қосылуын пайдалану кезінде. Бұл жағдайда әрбір құрылғы белгілі бір жылдамдықпен іске қосылады.

Сондай-ақ механикалық және турбокомпрессорды пайдаланатын күшейту жүйесі де қолданылады. Қозғалтқыштың айналу жылдамдығы төмен болса, ауаны соруға арналған механикалық құрылғы қосылады. Белгілі бір шекті мәннен асып кетсе, механикалық құрылғы өшіп, турбокомпрессор жұмыс істей бастайды.

Турбинаның қандай пайдасы бар

Компрессорды пайдаланған кезде келесі артықшылықтар ерекшеленеді:

1. Бұл құрылғыны кеңінен қолдану оның дизайнының қарапайымдылығы мен сенімділігінің арқасында мүмкін болды. Бұған қоса, бұл құрылғыны іштен жанатын қозғалтқыш жүйесіне енгізу қозғалтқыш қуатын шамамен 20-35%-ға арттырады.
2. Компрессордың өзі істен шығуды тудыруы мүмкін емес, өйткені оның өнімділігі басқа жүйелерге, мысалы, газ таратуға тікелей байланысты.
3. Жанармайдың 5-тен 20%-ға дейін үнемдеуге болады. Шағын қозғалтқышқа турбинаны орнатсаңыз, отынның жану процесі тиімдірек болады, яғни тиімділік артады.
4. Мұндай қозғалтқыштардың жақсы артықшылығы өтетін жолдарда, мысалы, тауларда байқалады. Бұл әсіресе атмосфералық аналогтармен салыстырғанда байқалады.
5. Турбокомпрессордың құрылымы мен жұмыс істеу принципі оның газ шығару жүйесінде қосымша дыбысты өшіргіш ретінде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.

Қолданба мүмкіндіктері

Компрессордың өзі іс жүзінде істен шықпайтынына қарамастан, оның жұмысы тоқтаған кезде жағдайлар кейде туындайды.

Бүгінгі таңда турбокомпрессордың тоқтап қалуының ең көп тараған себебі турбинаның орталық картриджінің маймен бітелуі болып табылады. Көбінесе мұндай мәселе турбо зарядтағышқа ұзақ және ауыр жүктемелерден кейін оның жұмысы кенеттен тоқтатылуына байланысты туындайды. Бұл қиындықтан құтылу үшін суды салқындату жүйесін орнату қажет. Бұл жүйенің желілері орталық картридждегі температураны төмендететін жылуды сіңіру әсерін жасайды. Айта кету керек, бұл әсер қозғалтқыш толығымен тоқтағаннан кейін, сондай-ақ салқындату сұйықтығының айналымы толығымен тоқтағаннан кейін біраз уақыт өтеді.

Турбиналардың түрлері

Турбокомпрессордың түрлеріне келетін болсақ, жең түрі және шарикті подшипник түрі бар.

Егер бұталы турбокомпрессорлар туралы айтатын болсақ, олар ұзақ уақыт бойы қолданылған. Дегенмен, олардың бірқатар кемшіліктері болды, бұл олардың дизайн ерекшеліктерімен байланысты болды. Бұл мұндай жүйенің әлеуетін 100% пайдалануға мүмкіндік бермеді. Шарикті подшипниктер кемшіліктері ескерілген жаңарақ, сондықтан олар біртіндеп бұталы компрессорларды ауыстырып жатыр.

Турбиналардың осы екі түрін салыстырған кезде шарикті подшипник үнемді болып саналады, өйткені ол айтарлықтай тұтынылады.жең түріне қарағанда май азырақ. Сондай-ақ, компрессорларда турбинаның газ педальын басу реакциясына жауап беретін индикатор бар. Турбиналардың шарикті подшипник түрлері үшін бұл көрсеткіш жақсырақ, бұл гильзалармен салыстырғанда жауап беруді шамамен 15%-ға жақсартуға мүмкіндік береді.

Құрылғы ақаулары

Бұл жерде турбокомпрессор қозғалтқыштың барлық дерлік көлік жүйелерімен жұмыс кезінде тығыз байланысқан жалғыз қондырмасы екенін айту керек. Осыған сүйене отырып, кез-келген жүйенің жұмысындағы ең аз ауытқулар компрессордың тозуының айтарлықтай артатынына әкелетіні анық. Бүгінгі күні турбинаның жұмысына жиі кедергі болатын бірнеше себептер бар:

• Механизмге бөгде заттардың түсуі мүмкін. Қозғалтқыштың үлкен айналу жылдамдығына байланысты бұл, мысалы, дөңгелектердің зақымдалуына әкелуі мүмкін.
• Жағармайдың жетіспеуі. Динамикалық жүктемелер неғұрлым жоғары болса, май «пленкасының» бұзылуының ықтималдығы соғұрлым жоғары болады. Бұл, өз кезегінде, жүйеге ең теріс әсер ететін «құрғақ» үйкеліске әкеледі. Бұл ақаулықтың себебі майдың толық жетпейтін кез келген себеп болуы мүмкін. Мысалы, бітелген май цилиндрлері, сүзгілер, май сорғысының тозуы, т.б.