Ievads turbokompresoros
Turbokompresors patiesībā ir gaisa kompresors, kas saspiež gaisu, lai palielinātu gaisa ieplūdi. Tas izmanto no dzinēja izvadīto izplūdes gāzu inerciālo impulsu, lai darbinātu turbīnu turbīnas kamerā. Turbīna savukārt darbina koaksiālo lāpstiņriteni. Darbrats saspiež gaisu, kas tiek sūtīts no gaisa filtra caurules, lai tas nonāktu cilindrā. Palielinoties dzinēja apgriezieniem, vienlaikus palielinās arī izplūdes gāzu izplūdes ātrums un turbīnas ātrums. Darbrats saspiež vairāk gaisa cilindrā. Paaugstināts gaisa spiediens un blīvums var sadedzināt vairāk degvielas, kas palielina degvielas daudzumu un attiecīgi pielāgo dzinēja apgriezienus. Jūs varat palielināt dzinēja izejas jaudu.
Strukturālie principi
Pirmkārt, parunāsim par turbokompresora vispārējo strukturālo principu. Izplūdes gāzu turbokompresors galvenokārt sastāv no sūkņa riteņa un turbīnas, un, protams, ir arī citi vadības komponenti. Sūkņa lāpstiņritenis un turbīna ir savienoti ar vārpstu, kas ir rotors. No dzinēja izvadītās izplūdes gāzes darbina sūkņa lāpstiņriteni, kas liek turbīnai griezties. Pēc tam, kad turbīna griežas, tā rada spiedienu ieplūdes sistēmā. Kompresors ir uzstādīts dzinēja izplūdes pusē, tāpēc kompresora darba temperatūra ir ļoti augsta, un kompresora rotora ātrums, kad tas darbojas, ir ļoti augsts, kas var sasniegt simtiem tūkstošu apgriezienu minūtē. Tik liels ātrums un temperatūra Parastie mehāniskie adatu rullīši vai lodīšu gultņi nevar darboties ar rotoru, tāpēc turbokompresoros parasti tiek izmantoti pilnībā peldoši gultņi, kurus ieeļļo ar motoreļļu, un kompresora dzesēšanai tiek izmantots dzesēšanas šķidrums. Agrāk turbokompresorus galvenokārt izmantoja dīzeļdzinējos. Tā kā benzīna un dīzeļdegvielas sadegšanas metodes ir atšķirīgas, atšķiras arī dzinējā izmantotā turbokompresora forma.
Benzīna dzinējs atšķiras no dīzeļdzinēja ar to, ka cilindrā neieplūst gaiss, bet gan benzīna un gaisa maisījums. Ja spiediens ir pārāk augsts, tas viegli eksplodēs. Tāpēc turbokompresora uzstādīšanai jāizvairās no klauvēšanas. Šeit ir iesaistīti divi saistīti jautājumi, viens ir augstas temperatūras kontrole un otrs ir aizdedzes laika kontrole.
Pēc piespiedu kompresijas benzīna dzinēja saspiešanas un sadegšanas laikā paaugstināsies temperatūra un spiediens, kā arī palielināsies klauvēšanas tendence. Turklāt benzīna dzinēju izplūdes gāzu temperatūra ir augstāka nekā dīzeļdzinējiem, un nav piemērots vārstu pārklāšanās leņķa palielināšana (laiks, kad ieplūdes un izplūdes vārsti tiek atvērti vienlaikus), lai uzlabotu izplūdes gāzu dzesēšanu. Kompresijas pakāpes samazināšana izraisīs nepietiekamu sadegšanu. Turklāt benzīna dzinēja griešanās ātrums ir lielāks nekā dīzeļdzinējam, un gaisa plūsma ļoti mainās, kas var viegli izraisīt turbokompresora reakcijas kavēšanos. Reaģējot uz virkni problēmu, kas rodas, benzīna dzinējos izmantojot turbokompresorus, inženieri ir veikuši mērķtiecīgus uzlabojumus pa vienam, lai benzīna dzinēji varētu izmantot arī izplūdes gāzu turbokompresorus.
Starpdzesētājs
Paaugstinās temperatūra, kas ne tikai ietekmē inflācijas efektivitāti, bet arī viegli izraisa deflagrāciju. Tāpēc ir nepieciešams uzstādīt ierīci, kas samazina ieplūdes gaisa temperatūru, kas ir starpdzesētājs. Tas ir uzstādīts starp turbokompresora izeju un ieplūdes cauruli, lai atdzesētu cilindrā ienākošo gaisu. Starpdzesētājs ir kā radiators, ko dzesē vējš vai ūdens. Gaisa siltums dzesēšanas ceļā izplūst atmosfērā. Saskaņā ar testiem, starpdzesētājs ar labu veiktspēju var ne tikai uzturēt dzinēja kompresijas pakāpi noteiktā vērtībā, neizraisot klauvēšanu, bet arī samazināt temperatūru un palielināt ieplūdes spiedienu, vēl vairāk palielinot dzinēja efektīvo jaudu.
lāpstiņritenis
Tā kā benzīna dzinēja apgriezienu diapazons ir plašs un gaisa plūsma ļoti mainās, turbokompresora kompresijas lāpstiņriteņa forma ir sarežģīta trīs-dimensiju izliekta īpaši-plānas sienas lāpstiņriteņa lāpstiņa. Parasti ir no 12 līdz 30 asmeņiem, kas izvietoti radiālā līknē. Asmens biezums ir no Zemāk par 0,5 mm, tas ir izgatavots no alumīnija, izmantojot īpašu liešanas metodi. Lāpstiņas formas kvalitāte tieši ietekmē turbodzinēja darbību. Jo saprātīgāka ir lāpstiņriteņa forma un leņķis, jo vieglāka masa, jo jūtīgāka ir lāpstiņriteņa palaišana un jo mazāka ir "reakcijas nobīde", kas ir turbokompresora raksturīgais defekts.
Deflagrācijas sensors
Papildus temperatūras pazemināšanai, lai samazinātu uzliesmošanas iespējamību, ir jāizmanto uzliesmošanas sensors. Tās funkcija ir tāda, ka, kad notiek uzliesmojums, sensors nekavējoties atgriezīs informāciju dzinēja ECU (elektroniskā vadības bloka) vadības sistēmai, kad tas uztver neparastu vibrāciju, un aizdedzinās dzinēju. Nedaudz aizkavējiet laiku un pēc tam atsāciet parasto aizdedzes laiku, kad uzliesmojums nenotiek.
cits
Tā kā automobiļa benzīna dzinēja apgriezieni ir lielāki nekā dīzeļdzinējam, gaisa plūsmas ātrums ir liels un izmaiņu diapazons ir liels, tāpēc tā turbokompresoram ir augstākas prasības. Mūsdienu automašīnu dzinēji parasti izmanto elektroniskās iesmidzināšanas sistēmas. Sadarbojoties elektroniskās vadības tehnoloģijai un jauniem materiāliem, turbokompresoru pielietojums benzīna dzinējiem kļūs arvien izplatītāks.
Visi automašīnās izmantotie izplūdes gāzu turbokompresori izmanto vienu -ieplūdes turbīnas korpusu, kas nozīmē, ka tiek izmantota tikai izplūdes gāzu spiediena enerģija, neizmantojot citu papildu enerģiju. Tā kā automobiļa dzinēja apgriezienu diapazons ir liels, tad izplūdes gāzu turbokompresoram ir jābūt regulēšanas ierīcei, lai dzinējs noteiktā apgriezienu diapazonā varētu iegūt relatīvi konstantu uzpūtes spiedienu. Turklāt benzīna dzinējs izmanto dzirksteļaizdedzi, un tā kompresijas pakāpe ir ierobežota līdz noteiktam diapazonam. Ja tas ir pārāk augsts, tas izraisīs deflagrāciju. Tāpēc ir nepieciešams uzliesmošanas noteikšanas un kontroles mehānisms, lai jebkurā laikā pielāgotu aizdedzes virziena leņķi.
Automašīnas izplūdes gāzu turbokompresors parasti tiek uzstādīts netālu no izplūdes caurules. Turbīna un lāpstiņritenis ir uzstādīti attiecīgi turbīnas kamerā un kompresorā. Abi ir koaksiāli stingri savienoti un sinhroni rotē.
Ja kompresors nav nepieciešams, piemēram, tukšgaitā vai ja ir klauvēšanas pazīmes, daļa izplūdes gāzu izplūst caur apvada vārstu un neietilpst turbokompresorā. Kad dzinēja apgriezieni sasniedz 2000 apgr./min, solenoīda vārsts aizver apvada vārstu, lai novirzītu izplūdes gāzu plūsmu uz turbīnas pusi, izraisot turbīnas griešanos. Ir arī dizains, kas pielāgo turbīnas lāpstiņu leņķi, lai pielāgotu turbīnas ātrumu, mainot pretestību, tādējādi mainot pastiprinājuma apjomu.
Gaisa dzesēšana var samazināt gaisu un palielināt tā blīvumu, ļaujot tajā pašā tilpumā iespiest vairāk gaisa un novēršot uzliesmojumu. Tāpēc automašīnu turbokompresori ir aprīkoti ar starpdzesētāju. Šis starpdzesētājs parasti ir gaisa-dzesēts un uzstādīts dzinēja radiatora priekšā, blakus vai atsevišķā pozīcijā, dzesēšanai izmantojot automašīnas pretimbraucošo gaisa plūsmu vai savu ventilatoru.
Turbokompresora galvenā daļa ir gultnis. Šāda veida gultnis, kas ir nosaukts atbilstoši tā eļļošanas formai, tiek saukts par "pilnīgi peldošo gultni". Tam ir ārkārtīgi liels darbības ātrums un skarba darba vide. Tāpēc eļļošanas nodrošināšana ir ļoti svarīga. Ja eļļas padeve ir lēna zemā eļļas spiediena dēļ, tas var sabojāt gultņus un izraisīt turbokompresora atteici. Šāda veida kļūme nenotiks parastas dzinēja iedarbināšanas laikā, bet, ja dzinējs tiek iedarbināts pirmo reizi pēc eļļas un eļļas filtra nomaiņas, notiks lēna eļļas padeve, kā rezultātā gultņiem trūkst eļļas eļļošanas. Šajā gadījumā pēc iedarbināšanas ir jādarbojas tukšgaitā apmēram 3 minūtes, un ātrumu nevar tieši palielināt līdz turbokompresora sākuma ātrumam. Tāpat neizslēdziet dzinēju uzreiz pēc braukšanas ar lielu ātrumu vai došanās kalnā. Turiet dzinēju tukšgaitā apmēram 1 minūti, lai turbokompresora gultņiem, kas turpina darboties tukšgaitā, nepietrūktu eļļas. Tāpēc autovadītājiem, kuri izmanto automašīnas ar turbokompresoru, ir jāievēro ražotāja norādījumi un jāpievērš liela uzmanība motoreļļas kvalitātei. Nav vēlams izmantot automašīnas ar turbokompresoru kā parastas automašīnas.
Kompresora klasifikācija
Lai automašīna darbotos ātri, tai ir nepieciešama spēcīga jauda. Pašlaik automašīnu energosistēmu var aptuveni iedalīt divās kategorijās: dabiskā gaisa ieplūdes sistēma un kompresora gaisa ieplūdes sistēma. No Eiropas sporta automobiļiem, izņemot BMW, kas joprojām uzstāj uz atmosfērisko dzinēju izmantošanu, citi automašīnu uzņēmumi ir pieņēmuši kompresoru sistēmas, lai uzlabotu savu transportlīdzekļu jaudas veiktspēju. Piemēram, Mercedes-Benz sporta automašīnās tiek izmantotas kompresoruzlādes sistēmas, un Shenbao Automobile izmanto kompresoruzlādes sistēmas. Turbokompresora aizsācējs. Pēdējos gados arī japāņu automobiļi ir sākuši plaši izmantot turbokompresora tehnoloģiju. Dabīgā aspirācijas sistēma neuzstāda nekādu kompresoru, bet izmanto tikai negatīvo spiedienu, ko rada virzuļa kustība uz leju, lai iesūktu maisījumu. Lai gan dabiskās aspirācijas sistēma var iegūt lielāku zirgspēku jaudu, izmantojot mainīgo vārstu laika regulēšanas sistēmu, jaudas uzlabojums ir ļoti ierobežots. Lai efektīvi palielinātu dzinēja izejas jaudu, var uzskatīt, ka kompresoru sistēmas izmantošana ir efektīvs veids.
Kopējās dzinēju kompresoru sistēmas ietver mehānisko kompresoru un izplūdes gāzu turbokompresoru.
Uzlādēts
Dzinējs mehāniski virza kompresoru uz kompresoru, ko sauc par kompresoru. Kad dzinējs ir uzlādēts, motora kloķvārpsta parasti virza kompresoru caur pārnesumu. Kompresori parasti izmanto centrbēdzes vai Roots kompresorus, un daži izmanto skrūvju kompresorus. Pēdējos gados jaunus mehāniskos ritināšanas kompresorus sāk lietot arī ārzemēs. Tā kā kompresora vadīšana patērē noteiktu dzinēja jaudas daudzumu, kompresora dzinēja termiskā efektivitāte ne vienmēr tiek uzlabota un dažreiz ir pat zemāka nekā iekšdedzes dzinējam bez-uzlādes. Izvēloties padeves spiedienu, pirmkārt, ir jāpārliecinās, ka var sasniegt nepieciešamo vidējo efektīvo spiedienu, un, otrkārt, iegūt zemāko iespējamo degvielas patēriņa rādītāju. Šīs divas prasības bieži vien ir pretrunīgas attiecībā uz kompresorlādēšanu. Ja tiek sasniegts vidējais efektīvais spiediens, tas neizbēgami novedīs pie mehāniskās efektivitātes samazināšanās un degvielas patēriņa pieauguma. Tāpēc, izvēloties padeves spiediena vērtību, jāmeklē labs kompromiss starp jaudu un degvielas patēriņu. Kompresoru sistēmas pašlaik plaši izmanto Eiropas automašīnās. Tā kā kompresora kompresoru nepārtraukti darbina kloķvārpsta, tas neizraisa turbo lag kā turbokompresors. Lai gan kompresors var palielināt jaudu tikai par aptuveni 10% līdz 20%, vienmērīgums un nepārtrauktība ir ārpus turbodzinējiem.
izplūdes gāzu turbokompresors
Dzinēja izplūdes gāzu enerģijas izmantošanu, lai darbinātu turbokompresoru, sauc par izplūdes gāzu turbokompresoru (sauktu par turbokompresoru). Kā parādīts attēlā, ir parādīta izplūdes gāzu turbokompresora sistēma. Izplūdes gāzu turbokompresora īpašība ir tāda, ka starp turbokompresoru un dzinēju nav mehāniska savienojuma. Tos savieno gaisa ceļš. Tā kā kompresora patērētais darbs ir daļa no enerģijas, ko turbīna atgūst no izplūdes gāzēm, turbodzinējs var ne tikai palielināt dzinēja jaudu, bet arī uzlabot tā siltuma efektivitāti un samazināt degvielas patēriņu. Ja automašīnas aizmugurē redzat Turbo vai T logotipu, tas nozīmē, ka automašīnā izmantotais dzinējs ir ar turbokompresoru. Turbokompresors patiesībā ir gaisa kompresors. Tas izmanto no dzinēja izvadīto izplūdes gāzu inerci, lai darbinātu turbīnu. Turbīna savukārt darbina koaksiālo lāpstiņriteni, lai saspiestu gaisu, kas tiek sūtīts no gaisa filtra caurules, tādējādi gaiss tiek pakļauts spiedienam un nonāk cilindrā. Palielinoties dzinēja apgriezieniem, vienlaikus palielinās arī izplūdes gāzu izplūdes ātrums un turbīnas ātrums. Darbrats saspiež vairāk gaisa cilindrā. Paaugstināts gaisa spiediens un blīvums var sadedzināt vairāk degvielas. Attiecīgi palieliniet eļļas daudzumu un noregulējiet dzinēja apgriezienu skaitu. Tas var palielināt dzinēja izejas jaudu.
