Por pliigi la potencon de interna bruligado de motoroj, specialaj unuoj - turboŝarĝiloj - estas vaste uzataj.Legu pri kio estas turboŝarĝilo, kiaj tipoj estas ĉi tiuj unuoj, kiel ili estas aranĝitaj kaj sur kiaj principoj baziĝas ilia laboro, kaj ankaŭ pri ilia prizorgado kaj riparo, en la artikolo.
Kio estas turboŝarĝilo?
La turboŝarĝilo estas la ĉefa komponanto de la entuta premada sistemo de interna bruligado de motoroj, unuo por pliigi la premon en la eniro de la motoro pro la energio de la ellasaj gasoj.
La turboŝarĝilo kutimas pliigi la potencon de eksplodmotoro sen radikala enmiksiĝo en sia dezajno.Ĉi tiu unuo pliigas la premon en la eniro de la motoro, provizante pliigitan kvanton da fuel-aera miksaĵo al la brulĉambroj.En ĉi tiu kazo, brulado okazas ĉe pli alta temperaturo kun la formado de pli granda volumeno de gasoj, kio kondukas al pliigo de premo sur la piŝto kaj, kiel rezulto, al pliigo de la tordmomanto kaj motora potenco-karakterizaĵoj.
La uzo de turboŝarĝilo permesas pliigi motoran potencon je 20-50% kun minimuma pliigo de ĝia kosto (kaj kun pli signifaj modifoj, potenco kresko povas atingi 100-120%).Pro ilia simpleco, fidindeco kaj efikeco, turboŝarĝil-bazitaj premsistemoj estas vaste uzataj sur ĉiuj specoj de interna brulmotoraj veturiloj.
Tipoj kaj karakterizaĵoj de turboŝarĝiloj
Hodiaŭ, ekzistas ampleksa vario de turboŝarĝiloj, sed ili povas esti dividitaj en grupojn laŭ sia celo kaj aplikebleco, la speco de turbino uzata kaj plia funkcieco.
Laŭ la celo, turboŝarĝiloj povas esti dividitaj en plurajn tipojn:
• Por unuetapaj premsistemoj - unu turboŝarĝilo per motoro, aŭ du aŭ pli da unuoj funkcianta sur pluraj cilindroj;
•Por serioj kaj serio-paralelaj inflaciaj sistemoj (diversaj variantoj de Twin Turbo) - du identaj aŭ malsamaj unuoj funkciigantaj sur komuna grupo de cilindroj;
• Por duetapaj premsistemoj, ekzistas du turboŝarĝiloj kun malsamaj karakterizaĵoj, kiuj funkcias duope (sinsekve unu post la alia) por unu grupo de cilindroj.
La plej vaste uzataj estas unuetapaj premsistemoj konstruitaj surbaze de ununura turboŝarĝilo.Tamen, tia sistemo povas havi du aŭ kvar identajn unuojn - ekzemple, en V-formaj motoroj, apartaj turboŝarĝiloj estas uzataj por ĉiu vico de cilindroj, en multcilindraj motoroj (pli ol 8) kvar turboŝarĝiloj povas esti uzataj, ĉiu el kiu funkcias sur 2, 4 aŭ pli da cilindroj.Malpli oftaj estas du-ŝtupaj premsistemoj kaj diversaj varioj de Twin-Turbo, ili uzas du turboŝarĝilojn kun malsamaj karakterizaĵoj kiuj povas funkcii nur duope.
Laŭ aplikebleco, turboŝarĝiloj povas esti dividitaj en plurajn grupojn:
• Laŭ motora tipo - por benzinaj, dizeloj kaj gasaj potencaj unuoj;
• Koncerne motoran volumon kaj potencon - por potencaj unuoj de malgranda, meza kaj alta potenco;por altrapidaj motoroj, ktp.
Turboŝarĝiloj povas esti ekipitaj per unu el du specoj de turbino:
• Radiala (radial-aksa, centripeta) - la fluo de ellasaj gasoj estas nutrata al la periferio de la turbina impulsilo, moviĝas al sia centro kaj estas eligita en la aksa direkto;
• Aksa - la fluo de ellasaj gasoj estas provizita laŭ la akso (al la centro) de la turbina impulsilo kaj estas eligita de ĝia periferio.
Hodiaŭ ambaŭ skemoj estas uzataj, sed ĉe malgrandaj motoroj oni ofte povas trovi turboŝarĝilojn kun radiala-aksa turbino, kaj ĉe potencaj potencaj unuoj oni preferas aksajn turbinojn (kvankam ĉi tio ne estas la regulo).Sendepende de la speco de turbino, ĉiuj turboŝarĝiloj estas ekipitaj per centrifuga kompresoro - en ĝi aero estas liverita al la centro de la impulsilo kaj forigita de ĝia periferio.
Modernaj turboŝarĝiloj povas havi malsaman funkciecon:
• Duobla enirejo - la turbino havas du enigojn, ĉiu el ili ricevas ellasajn gasojn de unu grupo de cilindroj, ĉi tiu solvo reduktas premo-falojn en la sistemo kaj plibonigas akcelan stabilecon;
• Variebla geometrio - la turbino havas moveblajn klingojn aŭ glitantan ringon, per kiu vi povas ŝanĝi la fluon de ellasaj gasoj al la impulsilo, tio ebligas al vi ŝanĝi la karakterizaĵojn de la turboŝarĝilo depende de la motora operacia reĝimo.
Fine, turboŝarĝiloj diferencas en siaj bazaj agadokarakterizaĵoj kaj kapabloj.El la ĉefaj karakterizaĵoj de ĉi tiuj unuoj devus esti emfazitaj:
• La grado de premo pliiĝo - la proporcio de aerpremo ĉe la elirejo de la kompresoro al la aerpremo ĉe la enirejo, kuŝas en la gamo de 1,5-3;
• Kompresoro provizo (aera fluo tra la kompresoro) - la maso de aero pasanta tra la kompresoro po unuo de tempo (sekundo) situas en la gamo de 0,5-2 kg / s;
• La operacia rapido gamo varias de pluraj centoj (por potencaj dizellokomotivoj, industriaj kaj aliaj dizelmotoroj) ĝis dekoj de miloj (por modernaj malvolaj motoroj) revolucioj por sekundo.La maksimuma rapido estas limigita de la forto de la turbino kaj kompresorimpulsiloj, se la rotacia rapideco estas tro alta pro centrifugaj fortoj, la rado povas kolapsi.En modernaj turboŝarĝiloj, la ekstercentraj punktoj de la radoj povas rotacii je rapidoj de 500-600 aŭ pli m/s, tio estas, 1,5-2 fojojn pli rapide ol la rapido de sono, tio kaŭzas la aperon de la karakteriza fajfo de la turbino;
• La funkciado / maksimuma temperaturo de la ellasaj gasoj ĉe la enirejo al la turbino situas en la intervalo de 650-700 ° C, en iuj kazoj atingas 1000 ° C;
• La efikeco de la turbino / kompresoro estas kutime 0,7-0,8, en unu unuo la efikeco de la turbino estas kutime malpli ol la efikeco de la kompresoro.
Ankaŭ, la unuoj malsamas laŭ grandeco, speco de instalado, la bezono uzi helpajn komponantojn, ktp.
Dezajno de turboŝarĝilo
Ĝenerale, la turboŝarĝilo konsistas el tri ĉefaj komponentoj:
1.Turbino;
2.Kompresoro;
3.Bearing loĝejo (centra loĝejo).
Tipa diagramo de la interna brulmotora entuta aerpremsistemo
Turbino estas unuo, kiu transformas la kinetan energion de la ellasaj gasoj en mekanikan energion (en la tordmomanto de la rado), kiu certigas la funkciadon de la kompresoro.Kompresoro estas unuo por pumpi aeron.La portanta loĝejo ligas ambaŭ unuojn en ununuran strukturon, kaj la rotorŝakto situanta en ĝi certigas la translokigon de tordmomanto de la turbinrado al la kompresora rado.
Sekcio de turboŝarĝilo
La turbino kaj kompresoro havas similan dezajnon.La bazo de ĉiu el ĉi tiuj unuoj estas la koklea korpo, en kies ekstercentraj kaj centraj partoj estas tuboj por ligo al la prema sistemo.En la kompresoro, la enirtubo ĉiam estas en la centro, la ellasilo (senŝargiĝo) estas sur la periferio.La sama aranĝo de tuboj por aksaj turbinoj, por radial-aksaj turbinoj, la loko de la tuboj estas la malo (sur la periferio - eniro, en la centro - ellasilo).
Ene de la kazo estas rado kun klingoj de speciala formo.Ambaŭ radoj - turbino kaj kompresoro - estas tenataj per komuna ŝafto, kiu pasas tra la lagrokarto.La radoj estas solid-gisitaj aŭ kunmetitaj, la formo de la turbinaj radklingoj certigas la plej efikan uzon de ellasgasa energio, la formo de la kompresoraj klingoj provizas la maksimuman centrifugan efikon.Modernaj altkvalitaj turbinoj povas uzi kunmetitajn radojn kun ceramikaj klingoj, kiuj havas malaltan pezon kaj havas pli bonan rendimenton.La grandeco de la radoj de turboŝarĝiloj de aŭtomobilaj motoroj estas 50-180 mm, potenca lokomotivo, industriaj kaj aliaj dizelmotoroj estas 220-500 mm aŭ pli.
Ambaŭ loĝejoj estas muntitaj sur la lagrodomo per rigliloj tra sigeloj.Ĉi tie troviĝas simplaj lagroj (malpli ofte rullagroj de speciala dezajno) kaj O-ringoj.Ankaŭ en la centra loĝejo estas oleokanaloj por lubriki la lagrojn kaj ŝafton, kaj en iuj turboŝarĝiloj kaj la kavaĵo de la akvomalvarmiga jako.Dum instalado, la unuo estas konektita al la motoro lubrikado kaj malvarmigo sistemoj.
Diversaj helpaj komponantoj ankaŭ povas esti provizitaj en la dezajno de la turboŝarĝilo, inkluzive de partoj de la ellasiga gasa recirkulada sistemo, oleovalvoj, elementoj por plibonigi la lubrikadon de partoj kaj ilia malvarmigo, kontrolvalvoj, ktp.
Turboŝarĝilpartoj estas faritaj el specialaj ŝtalaj gradoj, varmorezistaj ŝtaloj estas uzataj por la turbina rado.Materialoj estas zorge elektitaj laŭ la koeficiento de termika ekspansio, kiu certigas la fidindecon de la dezajno en diversaj operaciaj modoj.
La turboŝarĝilo estas inkluzivita en la aerprema sistemo, kiu ankaŭ inkluzivas konsumajn kaj ellasajn duktoj, kaj en pli kompleksaj sistemoj - interfridigilo (ŝarĝa aero-malvarmiga radiatoro), diversaj valvoj, sensiloj, dampiloj kaj duktoj.
La principo de funkciado de la turboŝarĝilo
La funkciado de la turboŝarĝilo dependas de simplaj principoj.La turbino de la unuo estas enkondukita en la ellasan sistemon de la motoro, la kompresoro - en la eniron.Dum la funkciado de la motoro, la ellasgasoj eniras la turbinon, trafas la radklingojn, donante al ĝi iom da ĝia kineta energio kaj igante ĝin rotacii.La tordmomanto de la turbino estas rekte elsendita al la kompresorradoj per la ŝafto.Kiam ĝi turniĝas, la kompresora rado ĵetas aeron al la periferio, pliigante sian premon - ĉi tiu aero estas liverita al la enira dukto.
Ununura turboŝarĝilo havas kelkajn malavantaĝojn, la ĉefa el kiuj estas turbomalfruo aŭ turbofosaĵo.La radoj de la unuo havas mason kaj iom da inercio, tiel ke ili ne povas tuj ŝpini supren kiam la rapideco de la potenco unuo pliiĝas.Tial, kiam vi akre premas la gaspedalon, la turboŝarĝita motoro ne tuj akcelas - estas mallonga paŭzo, elektropaneo.La solvo al ĉi tiu problemo estas specialaj turbinaj kontrolsistemoj, turboŝarĝiloj kun ŝanĝiĝema geometrio, serio-paralelaj kaj du-ŝtupaj premsistemoj, kaj aliaj.
La principo de funkciado de la turboŝarĝilo
Temoj de prizorgado kaj riparo de turboŝarĝiloj
La turboŝarĝilo bezonas minimuman prizorgadon.La ĉefa afero estas ŝanĝi la motoran oleon kaj oleofiltrilon ĝustatempe.Se la motoro ankoraŭ povas funkcii per malnova oleo dum iom da tempo, tiam ĝi povas fariĝi mortiga por la turboŝarĝilo - eĉ eta difekto de la kvalito de la lubrikaĵo ĉe altaj ŝarĝoj povas konduki al blokado kaj detruo de la unuo.Oni ankaŭ rekomendas periode purigi la turbinpartojn de karbonaj kuŝejoj, kio postulas ĝian malmuntadon, sed ĉi tiu laboro devas esti farita nur per la uzo de specialaj iloj kaj ekipaĵoj.
Misa turboŝarĝilo estas en la plej multaj kazoj pli facile anstataŭigi ol ripari.Por anstataŭigo, necesas uzi unuon de la sama tipo kaj modelo, kiu estis instalita sur la motoro pli frue.Instalado de turboŝarĝilo kun aliaj karakterizaĵoj povas interrompi la funkciadon de la potenca unuo.Pli bone estas fidi la elekton, instaladon kaj ĝustigon de la unuo al specialistoj - ĉi tio garantias la ĝustan plenumadon de laboro kaj la normalan funkciadon de la motoro.Kun la ĝusta anstataŭigo de la turboŝarĝilo, la motoro reakiros altan potencon kaj povos solvi la plej malfacilajn taskojn.
Afiŝtempo: Aŭg-21-2023