Турбо устройство, предимства и начин на действие

//Турбо устройство, предимства и начин на действие

Турбо устройство, предимства и начин на действие

Турбо устройство, предимства и начин на действие.

Постоянните съревнования между инженерите за увеличаване на мощността на Двигателя с вътрешно горене (ДВГ) са довели до появата на турбокомпресора. Това решение се оказва най-ефективно, както при бензиновите така и при дизеловите двигатели.

Става очевидно, че общият капацитет на двигателя с вътрешно горене е пропорционален на количеството на горивната смес, която влиза в цилиндрите на двигателя. Естествено, двигателят с по-голям обем на въздуха е в състояние да създаде  по-голяма мощност в сравнение с двигател с по-малък обем.  Ако пред нас стои задача от двигател с малък обем да създадем такава мощност като на двигател с голям обем, тогава е необходимо да вкараме принудително, колкото се може повече въздух в цилиндрите на двигателя.

Детайлно ще разгледаме Турбо устройство на дизелов двигател:

Турбо

  • В самото начало въздухът преминава през въздушния филтър и се озовава на входа на турбокомпресора;
  • Вътре в турбокомпресора въздуха трябва да премине процеса на компресиране. При това се  увеличава количеството, необходимо за ефективно изгаряне на гориво-въздушната смес от кислород за единица обем на въздух. В този момент на сгъстяване се проявява нежелан ефект на нагряване на въздуха и намаляване на неговата плътност;
  • За охлаждане след компресията в турбокомпресора въздуха навлиза в Интерколер. Там температурата на въздуха практически се връща на началните нива.  Благодарение на охлаждането се увеличава плътността на въздуха, а така също се намалява възможността за детонации от последващото използване на гориво-въздушните смеси;
  • След интерколера въздуха постъпва във всмукателния колектор. Работната смес се оказва в цилиндрите на двигателя.
  • Обема на цилиндрите сами по себе си представляват постоянна величина, която зависи от неговия диаметър и хода на буталото. Благодарение на турбокомпресора този обем активно се запълва със сгъстен и охладен въздух. Това означава, че количеството на кислорода в цилиндрите значително се увеличава в сравнение с атмосферните двигатели. Не е трудно да се досетите, че колкото повече количество кислород е постъпило, толкова повече гориво ще се изразходи за един такт. Изгарянето на по-голямо количество гориво неизбежно води до значително увеличение на мощността на двигателя.
  • След ефективно изгаряне на горивната смес в цилиндрите на двигателя настъпва момент на изпускане. В този момент отработените газове напускат изпускателния колектор през изпускателните клапани. При този загрят поток (от 500 ° С до 1100° С в зависимост от типа на двигателя) газа прониква в турбината и започва да действа на турбинното колело. Колелото под налягането на отработените газове предава енергия към вала на турбината, а на другия край на вала се намира компресора.

Така протича процеса на сгъстяване на свежата порция въздух за следващия работен цикъл. Едновременно с това спада налягането на отработените газове и спада температурата на изхода. Това се получава поради факта, че част от енергията на газовете отива за обезпечение на работата на турбокомпресора на другия край на вала на турбината.

Клапан wastegate

Клапан wastegate е клапан, който се отваря, когато налягането в турбото превиши зададената стойност. Основната задача на уестгейта е регулиране на отработените газове, при което при определени условия те заобикалят турбината. Така се осъществява контрол на необходимото количество енергия от тези газове. Връзката е очевидна, тъй като се оказва, че отработените газове се връщат чрез вала на колелото на компресора. Така ефективно може да се контролира силата на налягането, създаващо се в компресора. Най-разпространеното решение на уестгейт за овладяване на допълнителното налягане е с помощта на вградена пружина.

  • Westgate може да бъде вграден или външен. Вграденият изпускателен клапан се намира в охлюва на турбината. При него има допълнително задвижващо устройство, което е свързано с подаването на газ.
  • Westgate – външен тип е монтиран на изпускателния колектор, преди турбината. Трябва да се отбележи, че външният уестгейт има едно неоспоримо предимство. Възвръщаемия поток може да се рециклира обратно в системата на отработените газове достатъчно далеч от изхода на турбината, а при спортните автомобили директно се изхвърлат в атмосферата. Това дава възможност за значително подобряване на преминаването на изгорелите газове, защото няма потоци с различни направления. Всичко това е много важно по отношение на ограничения обем на компактния “охлюв”.

Турбо устройство и експлоатацията на турбокомпресора.

Най-честата причина за излизане от строя на съвременните турбокомпресори е че маслото запушва централната касета на турбината. Този проблем се появява при бързо спиране на турбомотора след продължително и стабилно натоварване. Усиления топлообмен между турбината и загретия изпускателен колектор е съпътстван от липса на поток свежо масло и постъпления на външен, охладен въздух към компресора. Налице е общо прегряване. За да се намали този ефект е намерено решение за водно охлаждане на турбината. Магистралите с охлаждаща течност създават топлопоглъщащ ефект и понижават температурата в централната кутия. Това се случва и при пълното изключване на двигателя и при отсъствие на принудителна циркулация на охлаждаща течност.

Освен това в някои случаи се изисква инсталирането на „турботаймер”. Това е устройство, което не позволява на двигателя веднага да спре след изключване на запалването. Това турбо устройство позволява де се извади ключа, да излезете от автомобила, да пуснете алармената сигнализация и слез зададено време двигателя да се изключи.

Използването на съвременните турбини от водещи производители довежда до използването на двигатели с изключителна динамика. Ефекта „турбодупка” , а така също строгите изисквания към особеностите на експлоатация на турбомоторите в последно време значително намаляват, нараства надеждността на масовите турбо системи. Активното използване на електронните блокове на управление издига компресора на абсолютно ново качествено ниво. Днес, един автомобил с турбо се явява мощен, надежден, динамичен и практически идеален избор както за векидневно, така и за спортно шофиране.

Оставете коментар